摘要：从转向下传动轴的结构，使用环境，举例阐述、剖析转向异响问题及其优化方案，为解决转向系统异响类问题提供依据与参考实例。
引言
汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系。主要由转向操作机构、转向器、转向传动机构组成。汽车转向系统设计时还需满足1、工作可靠，操纵轻便。2、转向机构还应能减小地面传到转向盘上的冲击，并保持适当的"路感"。3、当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。其中转向下传动轴设计需能吸收一定地面传动转向盘上的冲击。这篇文章主要从转向下传动轴设计探讨如何才能避免产生异响。
1、转向传动机构力的传递
转向传动机构主要有转向器、转向下传动轴、转向管柱、转向盘组成。工作时方向盘转动产生扭矩，通过转向管柱、下传动轴，将扭矩传递至转向器。而当车辆行驶在鹅卵石路面等不平路面时，路面的激励会对转向系统产生逆向冲击。
2、异响产生的原因分析
通过对某车型售后数据的分析，下传动轴的主要失效模式为异响。下面对下传动轴的异响进行重点分析。
下传动轴作用为传递扭矩、改变扭矩的方向、缓冲路面的冲击,提高车辆驾驶舒适性。为达到以上设计要求，下传动轴中的隔离器吸收了路面的激励，而下万向节则仍处于冲击的影响中，此为产生异响埋下隐患。
3、下传动轴整车使用工况的采集
通过分析，路面的激励为异响产生的主要原因。采集整车路面激励的频率，通过台架验证下传动轴设计的合理性。
采集方法为：在转向器拉杆两端布置应变片，通过采集应力的变化，计算激励的频率。
右图为某车型的路谱，路面激励的频率为2-12HZ。
将下传动轴台架震动频率定为12HZ，验证下传动轴产生异响的条件。
通过试验验证，万向节角间隙大于7′时会产生异响。这就是下传动轴需要加工控制的主要参数。
3、下传动轴万向节角间隙的分析
影响万向节角间隙的因素主要有：十字轴的外径、滚针直径、端盖的内径外径、节叉耳孔的内径。其中十字轴、滚针、端盖进口于国外某厂家，尺寸一致性较高。节叉耳孔为自己加工，CPK为0.92，按照十字轴角间隙小于7′统计，角间隙CPK为0.75。角间隙过程能力低，不能满足生产，主要影响参数为节叉耳孔加工。
4、下传动轴节叉耳孔的加工
节叉耳孔的加工工序为：冷挤成型、钻耳孔、镗耳孔。其中钻耳孔将孔径粗加工为Φ14.3~Φ14.5，镗耳孔精加工成型Φ16.006~Φ16.024，该尺寸的过程能力低主要为镗孔的加工影响,且工件压紧时，轴承孔会变形，加工完毕，夹紧力消失后，工件回弹，会造成轴承孔尺寸变化，且耳孔检测方法为：操作者使用QFB-A气动量仪进行手动检测，人工判断是否合格，过程能力不足。
5、下传动轴异响的优化
下传动轴异响的主要影响因素为节叉耳孔的加工。
将耳孔由数控镗床的镗孔变为加工中心的铰孔进行验证，且改变节叉的夹装方式：由以节叉耳部圆弧定位改为节叉端面定位，以后端面夹紧改为节叉U形位置夹紧，避免了夹紧力节叉轴承孔尺寸的影响。另一方面，检测方法由人工改为设备自动检查，并检测不合格时报警停机，提高了关键尺寸的控制能力。CPK由0.92提高至1.39。过程能力可以满足生产要求。
6、总结
转向系统异响是各个零部件配合所导致。消除异响需要层层分析，找到影响异响的主要因素。零部件的设计参数需要匹配合理的加工工序，提高产品的加工过程能力才能提高产品的可靠性。
参考文献
[1]周小强,王泉.汽车转向系统的安全性设计[J].重型汽车.2001(05)
[2]机械设计手册编委会.机械设计手册(第三版)[K].北京：机械工业出版社，2004
[3]马显,边文贤,陈红运.转向传动轴下十字节振动的问题的改善[J].中小企业管理与科技,2015
论文作者:马子良,王赫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/12
标签：传动轴论文; 耳孔论文; 加工论文; 路面论文; 间隙论文; 转向器论文; 万向节论文; 《基层建设》2018年第36期论文;