現(xiàn)代汽車構(gòu)造 5萬向傳動軸設(shè)計 學(xué)習(xí)課件

第五章萬向傳動裝置設(shè)計第一節(jié)概述一、萬向傳動裝置的組成和功用萬向傳動裝置的組成：萬向傳動裝置由：萬向節(jié)、傳動軸組成，在有些場合還要加裝中間支承。萬向傳動裝置的功用：萬向傳動裝置的功用是實現(xiàn)汽車上任何一對軸線相交且位置相對變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞。萬向節(jié)傳動軸二、萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用場合發(fā)動機前置后輪驅(qū)動，變速器和驅(qū)動橋之間：用于多軸驅(qū)動的汽車上：在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中的主減速器與轉(zhuǎn)向車輪之間：在動力輸出裝置和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中：消除變速器與驅(qū)動橋之間的相對運動帶來的不利影響。在變速器和驅(qū)動橋的距離較遠時，將傳動軸分成兩段，并加中間支承，避免系統(tǒng)的共振、提高傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速和工作可靠性。在變速器與分動器分開安裝的場合，二者之間存在制造和安裝誤差和車架變形引起的不利影響，因此采用萬向傳動裝置。多軸汽車如果采用非貫通式布置方案，其后橋傳動軸需要加中間支承。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中需要該橋即能滿足車輪轉(zhuǎn)向又能不間斷驅(qū)動力傳遞，因此在半軸靠近車輪處需要采用萬向傳動。在采用獨立懸架時，還需要在靠近主減速器處也要加萬向節(jié)，滿足左右半軸的跳動條件。1.2萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用場合三、萬向傳動裝置的設(shè)計要求

要求：1)保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠地傳遞動力。2)保證所連接兩軸盡可能等速運轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。3)傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等。第二節(jié)萬向節(jié)與傳動軸的結(jié)構(gòu)形式一、萬向節(jié)分類

萬向節(jié)：按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)剛性萬向節(jié)：根據(jù)萬向節(jié)連接的兩軸夾角α≠0不等于零時，輸入軸瞬時角速度瞬時ω1與輸出軸瞬時角速度ω2的運動關(guān)系，分為：不等速萬向節(jié)：ω1≠ω2（幾乎時時成立），如十字軸式準(zhǔn)等速萬向節(jié)：ω1＝ω2（α＝α1）；ω1≠ω2（α≠α1），如雙聯(lián)式、三銷軸式等等速萬向節(jié)：ω1＝ω2（α＜α1），如球叉式、球籠式等撓性萬向節(jié)傳動零件為彈性的，靠彈性零件的變形來消除部件之間的相對運動引起的不利影響，具有緩沖和減振作用。常用在兩軸交角較小、且只有微量相對運動位移的場合。萬向節(jié)分類

萬向節(jié)撓性萬向節(jié)：彈性元件一般采用橡膠，在兩軸夾角不大時采用剛性萬向節(jié)不等速萬向節(jié)：輸入輸出軸瞬時在存在瞬時角速度不完全相等等；（如十字軸式）準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷軸式等）等速萬向節(jié)（如球叉式、球籠式等）十字軸萬向節(jié)雙聯(lián)軸萬向節(jié)球叉式萬向節(jié)撓性萬向節(jié)二、普通十字軸萬向節(jié)簡單介紹結(jié)構(gòu)1、特點：結(jié)構(gòu)簡單、零部件少、工作可靠、效率高，允許兩軸之間的轉(zhuǎn)角15~20度。十字軸式剛性萬向節(jié)十字軸萬向節(jié)主動軸的角速度ω1與從動軸的角速度ω2之間存在如下關(guān)系

(4-1)十字軸萬向節(jié)要點：（1）是φ1的周期函數(shù)從動軸的最小轉(zhuǎn)速為：（2）周期為π，即轉(zhuǎn)動一周，波動2次（3）當(dāng)主動軸勻速旋轉(zhuǎn)，從動軸的最大轉(zhuǎn)速為：十字軸萬向節(jié)要點：（4）單十字軸萬向節(jié)傳動的不均勻系數(shù)k：2、十字軸萬向節(jié)軸承的軸向定位蓋板式與彈性蓋板式工作可靠,拆裝方便,但零件數(shù)目多有時將蓋板換成彈性的,則為彈性蓋板,將其點焊于軸承座底部,裝配后對軸承有預(yù)緊力,防止高速轉(zhuǎn)動時的軸向竄動卡環(huán)式外卡式和內(nèi)卡式兩種結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,零件數(shù)目少,質(zhì)量小外擋圈內(nèi)擋圈瓦蓋固定式萬向節(jié)叉與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個整體,而是分成兩半,再用螺釘固定起來.這種結(jié)構(gòu)拆裝方便、使用可靠,但是加工工藝復(fù)雜.塑料環(huán)定位結(jié)構(gòu)在軸承碗外圓與萬向節(jié)叉的軸承孔中部開一個環(huán)形槽，在動配合時槽中注滿塑料。該結(jié)構(gòu)定位可靠，十字軸軸向竄動小，但拆裝不方便。3、十字軸的密封如密封唇朝向軸承，用于防止?jié)櫥托钩雒芊獯奖诚蜉S承，用于防止灰塵、雜物侵入同時安裝兩個皮碗密封正確使用油封十字軸萬向節(jié)密封注意油封唇的方向十字軸萬向節(jié)油封反裝以利在加注潤滑脂時能將陳油和磨損產(chǎn)物排出4、損壞形式：十字軸軸頸和滾針軸承磨損為提高壽命，提高其潤滑密封裝置?？梢圆捎秒p刃口或多刃口橡膠油封。軸承中的滾針直徑差值控制0.003mm內(nèi)，徑向間隙0.009~0.095mm，過大滾針歪斜，過小受熱卡住，滾針周向間隙0.08~0.3mm。重型汽車可采用較粗的滾針并分成兩段，也有用滾柱代替滾針，以提高壽命。十字軸萬向節(jié)研究對傳動軸萬向節(jié)叉進行有限元分析、靈敏度分析和優(yōu)化設(shè)計，改進萬向節(jié)叉的結(jié)構(gòu)尺寸，確定最優(yōu)設(shè)計參數(shù)，為萬向節(jié)叉的設(shè)計提供形狀改進的有效途徑。利用Nastran軟件和有限元分析方法，對十字軸萬向節(jié)進行可靠性分析，計算結(jié)果能精確反映受力零件應(yīng)力集中部位及各部位的應(yīng)力值：萬向節(jié)叉的應(yīng)力集中現(xiàn)象出現(xiàn)在萬向節(jié)叉軸的根部周圍，十字軸的應(yīng)力集中現(xiàn)象出現(xiàn)在十字軸軸徑有落差和兩軸相貫的地方。通過工作應(yīng)力值與材料許用應(yīng)力值的比較，對零件結(jié)構(gòu)進行改進：在非應(yīng)力集中且應(yīng)力值較小處削減材料以節(jié)省成本，在萬向節(jié)叉根部和十字軸軸頸落差處做圓弧處理，可有效降低應(yīng)力集中，提高零件的可靠性．討論十字軸萬向節(jié)軸承圓周總間隙對其壽命的影響，給出參數(shù)已知的十字軸萬向節(jié)軸承最小和最大圓周總間隙的計算式，依據(jù)滾動軸承彈性流體動力潤滑理論推導(dǎo)圓周總間隙的極限值，最后對實倒進行了分析，并提出建議值，以指導(dǎo)設(shè)計。采用剛粘塑性有限元法對萬向節(jié)叉熱擠壓成形過程進行數(shù)值模擬分析，綜合考慮變形、熱傳導(dǎo)、變形生熱、摩擦生熱等多個因素，得出成形過程中金屬流動變化的3個階段。研究摩擦條件和終鍛溫度對成形力的影響，得出良好的潤滑條件和給模具進行預(yù)熱，能夠有效的控制成形力，有利于金屬的流動及提高模具壽命。5、雙十字軸式剛性萬向節(jié)等速傳動的條件（1）第一萬向節(jié)兩軸間夾角α1與第二萬向節(jié)兩軸間夾角α2相等，即α1=α2；(只能在獨立懸架中實現(xiàn))（2）第一萬向節(jié)的從動叉與第二萬向節(jié)的主動叉處于同一平面內(nèi)。十字軸萬向節(jié)的應(yīng)用三、準(zhǔn)等速萬向節(jié)雙聯(lián)萬向節(jié)三銷軸式萬向節(jié)球面滾輪式萬向節(jié)1、準(zhǔn)等速萬向節(jié)準(zhǔn)等速萬向節(jié)——雙聯(lián)式萬向節(jié)等速原理：十字軸萬向節(jié)的等速條件。結(jié)構(gòu)特點：相當(dāng)于傳動軸長度最短的雙十字軸萬向節(jié)傳動機構(gòu)。結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，制造方便；在雙聯(lián)叉平分兩軸間的夾角情況下，可實現(xiàn)等速傳動。一般設(shè)置分度機構(gòu)保證兩軸與傳力點連線的夾角接近相等，從而使兩軸的速度差盡量小。雙聯(lián)叉當(dāng)a1=a2

時，軸1和軸2的角速度相等傳動軸長度縮減至最短準(zhǔn)等速萬向節(jié)準(zhǔn)等速萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié)準(zhǔn)等速原理

根據(jù)正弦定理有準(zhǔn)等速萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié)準(zhǔn)等速原理

要實現(xiàn)等速傳動，則要滿足：帶入上式有：結(jié)論：對于結(jié)構(gòu)尺寸a和b一定的萬向節(jié)，只有在一定的下才能夠?qū)崿F(xiàn)等速傳動，其它角度下只能夠是近似等速傳動。準(zhǔn)等速萬向節(jié)——三銷軸式準(zhǔn)等速萬向節(jié)四、等速萬向節(jié)等速原理：在結(jié)構(gòu)上保證萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點永遠位于兩軸交線的平分面上。等速傳動的原理有球叉式萬向節(jié)球籠式萬向節(jié)1、球叉式萬向節(jié)按其鋼球滾道形狀不同可分為圓弧槽和直槽兩種形式。中心鋼球從動叉主動叉鎖銷定位銷傳動鋼球圓弧槽滾道等速萬向節(jié)圓弧槽滾道型的球叉式萬向節(jié)（圖4-7a）優(yōu)點：這種球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)較簡單，可以在夾角不大于32°～33°的條件下正常工作缺點：由于四個鋼球在單向傳動中只有兩個傳遞動力，故單位壓力較大，磨損較快。圖4-7球叉式萬向節(jié)a)圓弧槽滾道型等速萬向節(jié)圖4-7球叉式萬向節(jié)b)直槽滾道型

直槽滾道型球叉式萬向節(jié)（圖4-7b）優(yōu)點：這種萬向節(jié)加工比較容易缺點：允許的軸間夾角不超過20°，在兩叉間允許有一定量的軸間滑動2、球籠式等速萬向節(jié)鋼球主動軸星形套（內(nèi)滾道）球形殼（外滾道）外罩球籠（保持架）球籠式萬向節(jié)的等速性外滾道中心A與內(nèi)滾道中心B分別位于萬向節(jié)中心O的兩側(cè)，且到O點的距離相等。星形套內(nèi)滾道球籠（保持架）球形殼（外滾道）球滾動時，同時以A、B為球心滾動，所以CA=CB主、從動軸夾角平分面球籠式萬向節(jié)特點：承載能力強，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，兩軸最大交角為42°球籠式萬向節(jié)形式

球籠式萬向節(jié)是目前應(yīng)用最為廣泛的等速萬向節(jié)。分為：早期Rzeppa型和后來的Birfield型Rzeppa型球籠式萬向節(jié)工作原理要點：

靠分度桿使得球籠轉(zhuǎn)過響應(yīng)的角度來實現(xiàn)等速RzeppaRzeppa球籠式萬向節(jié)

經(jīng)驗表明，當(dāng)軸間夾角較小時，分度桿是必要的；當(dāng)軸間夾角大于11°時，僅靠球形殼和星形套上的子午滾道的交叉也可將鋼球定在正確位置。這種等速萬向節(jié)可在兩軸之間的夾角達到35°～37°的情況下工作。Birfield型等速萬向節(jié)Birfield型球籠式等速萬向節(jié)的等速原理Birfield型球籠式萬向節(jié)圖4-8Birfield型球籠式萬向節(jié)1、無分度桿球形殼和星形套的滾道做得不同心，令其圓心對稱地偏離萬向節(jié)中心，靠內(nèi)、外子午滾道的交叉將鋼球定在正確位置2、內(nèi)、外滾道決定的鋼球中心軌跡的夾角稍大于11°3、滾道的橫斷面為橢圓形，接觸點和球心的連線與過球心的徑向線成45°角，橢圓在接觸點處的曲率半徑選為鋼球半徑的1．03～1．05倍。伸縮型等速萬向節(jié)伸縮型球籠式萬向節(jié)

伸縮型球籠式萬向節(jié)要點：萬向節(jié)的保持架(球籠)內(nèi)球面中心B與外球面中心A位于萬向節(jié)中心O的兩邊，且與O等距離，以保證萬向節(jié)作等角速運動。伸縮型球籠式萬向節(jié)

外滾道為直槽在傳遞轉(zhuǎn)矩時，星形套與筒形殼可以沿軸向相對移動，故可省去其它萬向傳動裝置的滑動花鍵圖4-8伸縮型球籠式萬向節(jié)五、撓性萬向節(jié)第三節(jié)萬向傳動的運動和受力分析一、單十字軸萬向節(jié)傳動當(dāng)十字軸萬向節(jié)的主動軸與從動軸存在一定夾角α?xí)r，主動軸的角速度ω1與從動軸的角速度ω2之間存在如下的關(guān)系

（4-1）轉(zhuǎn)角差如不計萬向節(jié)的摩擦損失，主動軸轉(zhuǎn)矩T1和從動軸轉(zhuǎn)矩T2與各自相應(yīng)的角速度有關(guān)系式，這樣有

（4-3）附加彎曲力偶矩的分析明確：只有在主動叉和從動叉十字軸的力矩作用平面同十字軸平面共面時，十字軸才能夠平衡。也就是：十字軸只能夠承受作用在十字軸平面內(nèi)的力。

附加彎曲力偶矩的分析主動叉對十字軸的作用力偶矩，除主動軸驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Tl，之外，還有作用在主動叉平面的彎曲力偶矩Tl′從動叉對十字軸也作用有從動軸反轉(zhuǎn)矩T2和作用在從動叉平面的彎曲力偶矩T2′附加彎曲力偶矩的分析特殊位置：T2′=Tl

sinα

附加彎曲力偶矩的分析從動叉對十字軸也作用有從動軸反轉(zhuǎn)矩T2和作用在從動叉平面的彎曲力偶矩T2′Tl′=Tl

tanα

單十字軸萬向節(jié)傳動研究對汽車單十字軸萬向節(jié)傳動過程中的不等速速比和角增量率進行分析，給出了計算公式，依據(jù)主、從動軸軸線的夾角ε，利用公式可準(zhǔn)確計算出從動軸任意轉(zhuǎn)角φ2點的不等速速比、主動軸對應(yīng)轉(zhuǎn)角φ21、速比為1點的β1角、角增量率為零處的轉(zhuǎn)角β0

。得出了不等速速比在π轉(zhuǎn)角內(nèi)既不對稱又不均衡的結(jié)論，為機構(gòu)運動的等速匹配和不等速設(shè)計提供了一種準(zhǔn)確、簡便、實用的計算方法。從RCCC、4桿機構(gòu)運動分析的有限微回轉(zhuǎn)法的基本方程組出發(fā)，研究了考慮幾何誤差的十字軸萬向節(jié)的運動學(xué)分析問題。充分考慮了誤差與相應(yīng)幾何尺寸相比很小的特點，并且用各轱之間夾角的誤差來代替每一軸方向的誤差，使十字軸萬向節(jié)的運動學(xué)分析變得十分方便實用。文末列舉計算實例說礙本研究的實用性和方便性。通過對十字軸剛性萬向節(jié)從動軸的運動、轉(zhuǎn)矩分析，建立轉(zhuǎn)速、角加速度、轉(zhuǎn)矩的動力學(xué)模型，運用Matlab軟件進行仿真，得出十字軸剛性萬向節(jié)從動軸轉(zhuǎn)速、角加速度、轉(zhuǎn)矩的動態(tài)特性。萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成。在萬向傳動裝置使用過程中，常由于各部件裝配不當(dāng)、保養(yǎng)不及時產(chǎn)生故障，影響了動力傳遞，增加了噪音，還會加速機件磨損。萬向傳動裝置常見的故障是異響和振抖。本文著重分析了傳動軸異響、振抖和萬向節(jié)、伸縮節(jié)異響。從故障現(xiàn)象分析原因。并得出故障診斷和排除方法。二、雙十字軸傳動雙十字軸萬向節(jié)要求等速當(dāng)輸入軸與輸出軸平行時（圖4-11a），直接連接傳動軸的兩萬向節(jié)叉所受的附加彎矩，使傳動軸發(fā)生如圖4-11b中雙點劃線所示的彈性彎曲，從而引起傳動軸的彎曲振動。圖4-11附加彎矩對傳動軸的作用

當(dāng)輸入軸與輸出軸相交時（圖4-11c），傳動軸兩端萬向節(jié)叉上所受的附加彎矩方向相同，不能彼此平衡，傳動軸發(fā)生如圖4-11d中雙點劃線所示的彈性彎曲。圖4-11附加彎矩對傳動軸的作用雙十字軸研究研究了當(dāng)3根轉(zhuǎn)向軸不在同一個平面內(nèi)時，如何保證萬向節(jié)的等速傳動特性的方法．并針對某車型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的萬向傳動部分的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計結(jié)果在運動學(xué)仿真軟件中進行仿真，得到較好的結(jié)果．闡明兩個十字軸萬向節(jié)串聯(lián)實現(xiàn)空間交錯軸等速傳動的機構(gòu)原理，并提出了連接兩空間交錯軸的雙聯(lián)十字軸萬向節(jié)的設(shè)計計算公式。通過對典型雙十字軸萬向節(jié)傳動空間運動約束分析，分別建立了萬向節(jié)傳動系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)模型；利用數(shù)值仿真分析軟件，觀察到萬向節(jié)傳動運動存在簡諧特性，在車輛加速工況和準(zhǔn)靜態(tài)工況下，萬向節(jié)傳動支反力也存在周期簡諧特性．分析得到的結(jié)論與傳統(tǒng)矢量分析方法的結(jié)論相吻合；文中的建模和仿真分析方法為傳統(tǒng)件結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計和失效分析提供了理論定量分析依據(jù)；對車輛中其他型式的萬向節(jié)傳動設(shè)計和研究具有參考價值。三、三萬向節(jié)傳動α1α2α3ⅠⅡⅢⅣ四、多十字軸萬向節(jié)傳動

假如多萬向節(jié)傳動的各軸軸線均在同一平面，且各傳動軸兩端萬向節(jié)叉平面之間的夾角為0或π／2，則當(dāng)量夾角αe

為

(4—5)

式中，α1、α2、α3…為各萬向節(jié)的夾角。式中的正負號這樣確定：當(dāng)?shù)谝蝗f向節(jié)的主動叉處在各軸軸線所在的平面內(nèi)，在其余的萬向節(jié)中，如果其主動叉平面與此平面重合定義為正，與此平面垂直定義為負。

為使多萬向節(jié)傳動的輸出軸與輸入軸等速旋轉(zhuǎn)，應(yīng)使αe

=0。萬向節(jié)傳動輸出軸與輸入軸的轉(zhuǎn)角差會引起動力總成支承和懸架彈性元件的振動，還能引起與輸出軸相連齒輪的沖擊和噪聲及駕駛室內(nèi)的諧振噪聲。因此，在設(shè)計多萬向節(jié)傳動時，總是希望其當(dāng)量夾角αe

盡可能小，一般設(shè)計時應(yīng)使空載和滿載兩種工況下的αe

不大于3°另外，對多萬向節(jié)傳動輸出軸的角加速度幅值小加以限制。對于轎車，≤350rad／s2；對于貨車，≤600rad／s2。第四節(jié)傳動軸結(jié)構(gòu)與設(shè)計滑動花鍵套、花鍵軸傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計傳動軸的兩種形式:實心軸和空心軸實心軸用于：轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的半軸、斷開式驅(qū)動橋的擺動半軸空心軸用于：傳動系的萬向傳動空心軸的兩種形式:焊接鋼管和無縫鋼管滑動花鍵長度：考慮傳動軸最大值和最小值。在傳動軸長度處在最大值時，花鍵套與軸有足夠的配合長度；而在長度處在最小時不頂死傳動軸臨界轉(zhuǎn)速的計算傳動軸臨界轉(zhuǎn)速：就是當(dāng)傳動軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動頻率時，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動軸折斷時的轉(zhuǎn)速?？梢愿鶕?jù)振動理論求出臨界轉(zhuǎn)速。假設(shè)兩端為自由支承，梁在兩端的曲率為零，即x=0，Lc時的y=0.xyL/2傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計將E,J,g,q等代入，可得傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速nk

（r/min）為（4-26）傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計臨界轉(zhuǎn)速公式適用條件：1、材料采用鋼原始公式：E－為傳動軸材料的彈性模量q－單位長度質(zhì)量J－橫截面抗彎慣性矩g－重力加速度傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計傳動軸臨界轉(zhuǎn)速：2、兩端剛性鉸支一般臨界轉(zhuǎn)速隨支承剛度的降低而降低，但是有時候出現(xiàn)相反情況傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速高于工作轉(zhuǎn)速:K=1.2用于精確動平衡、高精度的伸縮花鍵及萬向節(jié)間隙比較小時傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計傳動軸軸管扭轉(zhuǎn)強度。軸管的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τc

應(yīng)滿足≤[τc](4—27)傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計對于傳動軸上的花鍵軸（帶外花鍵的實心軸）扭轉(zhuǎn)強度。通常以底徑計算其扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τh，許用切應(yīng)力一般按安全系數(shù)為2～3確定，即(4—28)傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計傳動軸滑動花鍵擠壓強度。采用矩形花鍵時，齒側(cè)擠壓應(yīng)力為(4—29)擠壓力作用半徑作用面積傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計傳動軸的動平衡舉例：5kg，偏心1mm，3000r/min時的離心力為：不平衡危害：彎曲振動的一個激勵源，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時，將產(chǎn)生明顯的振動和噪聲。傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計傳動軸的動平衡不平衡原因：萬向節(jié)中十字軸的軸向竄動、傳動軸滑動花鍵中的間隙、傳動軸總成兩端連接處的定心精度、高速回轉(zhuǎn)時傳動軸的彈性變形、傳動軸上點焊平衡片時的熱影響等因素，都能改變傳動軸總成的不平衡度。不平衡度要求：對于乘用車，在3000～6000r／min時應(yīng)不大于25～35g·cm；對于商用車，在1000～4000r／min時不大于50～100g·cm。中間支承的設(shè)計中間支承的作用

：1、在長軸距汽車上為了提高傳動軸臨界轉(zhuǎn)速、避免共振以及考慮整車總體布置上的需要，常將傳動軸分段。2、在轎車中，有時為了提高傳動系的彎曲剛度、改善傳動系彎曲振動特性、減小噪聲原則：應(yīng)合理選擇橡膠彈性元件的徑向剛度CR，使固有頻率fo

對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速n=60fo

盡可能低于傳動軸的常用轉(zhuǎn)速范圍。中間支承的固有頻率fo計算

(4—30)傳動軸研究一、動平衡問題對傳動軸中軸進行平衡質(zhì)量分析，找到傳動軸中軸平衡不好的原因，改進了平衡機動平衡時的工藝過程，從而解決了傳動軸產(chǎn)品的動平衡質(zhì)量問題。傳動軸不平衡引起異響，由于裝配時不平衡超出了技術(shù)要求。二、臨界轉(zhuǎn)速的測定方法：給出傳動軸臨界轉(zhuǎn)速測試的原理和采用激振法測試出傳動軸臨界轉(zhuǎn)速的方法。將具體的傳動軸試驗問題簡化為數(shù)學(xué)模型，通過對數(shù)學(xué)模型進行一系列的數(shù)學(xué)分析，尋找出相互之間對應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系。再根據(jù)函數(shù)關(guān)系來指導(dǎo)傳動軸試驗工作，得到傳動軸臨界轉(zhuǎn)速。這種工作模式對理解試驗方法很有幫助。三、傳動軸的焊接工藝分析在對B480QZR和40Or兩種不同鋼材的焊接性能分析的基礎(chǔ)上，研究和制定了B480QZR+40Cr異種鋼焊接接頭的工藝方案，通過采用C02氣體保護焊的焊接實踐，或得了較好的焊接接頭質(zhì)量，滿足了傳動軸產(chǎn)品的設(shè)計和使用要求。四、優(yōu)化設(shè)計軟件的開發(fā)采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言Visua1BASIC編程，利用Access數(shù)據(jù)庫功能及罰函數(shù)理論，開發(fā)了一個可在WINDOWS環(huán)境下運行的汽車傳動軸布置優(yōu)化設(shè)計軟件。該軟件可進行汽車傳動軸系統(tǒng)設(shè)計計算、強度校核、標(biāo)準(zhǔn)計算說明書打印等功能。五、傳動軸的布置重點介紹整車傳動系中傳動軸的布置，及滿足所連兩軸夾角和相對位置在一定范圍不斷變化且可靠穩(wěn)定傳遞動力的原則。并說明傳動軸設(shè)計的驗算項目和安裝注意事項。六、多萬向節(jié)傳動中間軸的模糊優(yōu)化設(shè)計雙萬向傳動中間軸在傳動過程中，具有速度波動，為減少速度波動引起的動載荷影響，設(shè)計時要在傳遞轉(zhuǎn)矩一定的情況下，使中間軸的質(zhì)量最輕。本文討論了中間軸設(shè)計過程中的模糊因素，建立了以截面積最小的模糊優(yōu)化設(shè)計模型，運用模糊理論和方法獲得了最優(yōu)解。目標(biāo)函數(shù)：中間軸最輕約束條件：強度、剛度、振動、穩(wěn)定性、焊接工藝、尺寸等中間支承研究中間支承的開裂與措施針對牽引車在使用過程中出現(xiàn)個別車輛的傳動軸中間支撐吊板支架開裂現(xiàn)象，對汽車傳動軸系統(tǒng)進行進行模態(tài)分析,并利用ADAMS軟件進行剛?cè)岫囿w動力學(xué)載荷分析，以獲取載荷。進行中間支撐強度分析，找出汽車傳動軸中間支撐吊板異常開裂的原因，并提出解決方案。中間支承的改進設(shè)計針對重型系列商用車采用的中間支承在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)橡膠體撕裂、失效的問題，查找出主要原因為總成安裝誤差和中間支承本身結(jié)構(gòu)存在缺陷。根據(jù)該原因，開發(fā)設(shè)計出新型可調(diào)中間支承，有效提高了支承的使用壽命。中間支承的剛性設(shè)計分析了重型商用車傳動軸支承的結(jié)構(gòu)和隔振原理，提出了傳動軸支承剛度設(shè)計的理論依據(jù)和方法。根據(jù)隔振理論，采用變剛度的傳動軸支承，使傳動軸支承具有低頻大阻尼、高頻低剛度的變參數(shù)性能，能有效吸收振動能量：試驗表明，振動明顯減小，徹底解決了由傳動軸振動引起的傳動軸支承橫梁開裂的實際問題。針對傳動軸橫梁的開裂問題，對傳動軸中間支承橫梁進行有限元仿真分析，計算不同轉(zhuǎn)速下支承吊架的應(yīng)力分布情況，對其進行結(jié)構(gòu)改進，并對改進前后進行道路試驗，試驗表明改進后的結(jié)構(gòu)傳動軸支承橫梁處的應(yīng)力大大減小，效果明顯。中間支承的位置：通過變速器輸出軸和中間支承的受力，研究中間支承的布置位置。對汽車傳動軸中間支撐支架異常斷裂情況進行了診斷和試驗分析。分析結(jié)果表明，傳動軸不平衡、中間軸安裝精度、加工精度及傳動軸中間支撐處橡膠軟墊的剛度是傳動軸異常振動，繼而引起支撐斷裂的主要因素，在采用了相應(yīng)的改進方案后，異常振動得到消除。傳動軸扭振以有限元軟件ANSYS為基礎(chǔ)，論述傳動軸的初步設(shè)計，校核了其強度、剛度。對空心傳動軸和實心傳動軸的結(jié)果進行了分析比較并得出結(jié)論。與傳統(tǒng)算法相比，該方法可以準(zhǔn)確的描述傳動軸的應(yīng)力和應(yīng)變的大小和位置，便于進行精確的軸強度計算。雙質(zhì)量飛輪傳動軸系扭振及其試驗臺的研究。汽車傳動軸扭矩傳遞特性和傳動軸產(chǎn)生振動的主要原因。分析由傳動軸從動節(jié)叉轉(zhuǎn)速度變化產(chǎn)生的慣性力矩．橫向力偶等引起傳動軸的振動及橫向力偶產(chǎn)生的原因及其變化關(guān)系，提出減少振動的措施。對三維空間多節(jié)十字軸萬向節(jié)傳動軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的特性進行了分析探討，用漸近法討論了系統(tǒng)參數(shù)以及扭振的主、從動件旋轉(zhuǎn)非等速性等因素對動力放大系數(shù)的影響，提出了為減小動力放大系數(shù)和降低旋轉(zhuǎn)的非等速性進行優(yōu)化設(shè)計傳動件剛度、轉(zhuǎn)動慣量、軸間夾角及十字軸轉(zhuǎn)角相位差等方法。按此法設(shè)計計算三維空間多節(jié)萬向傳動軸可減輕系統(tǒng)扭振及避免共振。一、傳動系振動問題縱觀車輛動力傳動系振動國內(nèi)外研究概況可知：對動力傳動