摘要：万向传动是汽车传动的一部分，其作用在于为在不同轴心的两轴间甚至再工作工程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。与商用车一样，根据型号的位置要求，变速箱距离驱动桥之间距离较远，不能直接连接。而且一些四轮驱动变速箱和分路器及传动桥不能保证两个轴同心。因此，这些节点之间往往需要通用驱动器连接它们。文章分析了商用车驱动轴的布置优化。
关键词：万向传动轴；临界转速；当量夹角
引言
在实际应用检查后，通过上述详尽的设计检查合格的传动轴，可以保证转矩传动动作的可靠、平稳完成。
1、商用汽车传动轴的功用、结构特
商用汽车传动轴修理站的点和用途由中心管、伸缩套和万向节组成。传动系统用于将发动机、变速箱的输出扭矩和旋转运动传输到传动桥上，驱动轮转动，并能适应冲击轮上下跳动引起的传动距离和角度变化，通常由中间传动轴、后传动轴和中间支架组成。中间传动轴前端与变速箱出口法兰板连接，中间支承悬挂在框架横梁下，由此来补偿轴向位置安装误差和允许汽车在运行中轴承前后微量窜动，减少轴承的轴向受力。轴承外壳安装在蜂窝橡胶垫圈内，橡胶垫圈能吸收驱动轴的部分振动，降低噪音，适应驱动轴安装角度误差，减少轴承的附加负荷。伸缩套可自动调整变速箱与传动桥之间的距离变化。万向节用于保证变速箱输出轴与驱动桥输入轴之间的角度向两个方向变化，并实现两个轴的等距传动。普通万向铰接十字轴、十字轴承和法兰叉等配件。如果某种车型使用的传动轴通用连接采用短、粗十字轴滚子十字轴，可以传递较大的转向距离。轴承端部装有蝶形弹簧，压紧滚子。十字头端加强尼龙垫片，螺旋槽，防止大角度或大转弯距离输电时烧结。传统结构的传动轴伸缩套管是将花键套管与法兰叉焊接，并将花键轴焊在传动轴管上。传动轴在法兰花键轴后面增加了一个管状密封套，其末端安装了两个聚氨酯橡胶密封圈，使伸缩套内形成厂一个完全密封的空间，使伸缩花键轴不受外界沙尘的侵蚀，不仅防尘而且防锈。因此，在花键轴和套管中装配时润滑一次，就能满足使用要求，不需要用油嘴润滑，减少保养内容。传动轴总成出厂时已进行了100%的动平衡检查，并在适当位置焊接平衡块，以满足传动轴总成的动平衡要求。出厂前，为了保证动平衡后传动轴的原装配位置，在轴管和后传动轴花键之间的滑动叉外表面喷上两个相应的白色油漆箭头。在更新和安装所有拆下的传动轴时，必须确保装配箭头位于同一条直线上。
2、商用汽车传动轴设计与工艺
如图1中零件初步设计所示，连接轴在日常使用中受到两个方向的力值，即y轴方向的拉伸和x轴方向的转弯，设计要求该零件能够承受10，000个机器使用寿命。整个传动机构由意大利集团公司设计，零件在中国引进和国产化。初步处理，技术中心以通常轴设计加工思路选用40Cr，调质（35±3）HRC，且为了加强传动连接部位的硬度，局部淬火到（50±3）HRC。工艺路线为锻造—铣花键—调质—表面淬火—外圆磨。
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图1设计图
3、传动轴当量夹角
十字轴万向节连接的两个轴之间的角度，通常希望越小越好，否则会降低传动轴的效率和使用寿命。通常要求动力总成轴线和第一节传动轴轴线的夹角，两个传动轴的轴之间最好有0.5°~1°的较小角度，其夹角不能为0°是因为十字轴滚针是线接触传动轴有一个夹角可以使滚针滚动防止滚针嵌入十字轴。大于1的角度会产生噪音。一个驱动轴的角度要求最大空载工作角度≤8，而全运转角度≤6。
对于单万向节传动轴，当主动轴等速旋转时，从从动轴的转速较慢，每转一转，平均转角、转角速度、转角加速度等周期性变化两次，对于十字轴万向节是不差的。不规则与两个轴之间的角度有关，角度越大，不同动力速度越大，导致动力机组支承元件总成和悬挂弹性元件波动，造成变速箱和后桥齿轮的冲击噪音。整车传动轴系统布置设计时，通常最好尽可能小一些等效角度。
传动轴当量夹角计算公式如下：
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式中：α1，α2，α3……其中正值和负值的定义是：式中的正负号这样确定：当第一万向节的主动叉位于各轴轴线所在平面内，在其余的万向节中，如果其主动叉平面与此平面重合定义为正，与此平面垂直则为负。在设计多个通用接头的传输时，总是希望它们的等效角度尽可能接近零。考虑到汽车空载与满载之间的等效角度可能发生变化，因此设计时应保证空载与满载之间的角度不大于3°，当角度较大时，输出轴之间的角度较大，输出轴之间的角度较大，以及输出轴的角度加速度较大，即旋转的不均匀性较大，导致与输出轴连接的齿轮之间的冲击和噪音。此外，它还会在司机室引起共鸣噪音。
为此，应对多万向节传动输出轴的角加速度.png)
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加以限制。对于轿车，.png)
应小于350rad/s2；对于货车，.png)
应小于600rad/s2。
现在对具体模型进行详细分析，该车变速器输出法兰距驱动桥输入法兰长度为2400mm，经检查传动轴的临界转速后认为，如果只使用一个传动轴，就有发生谐振甚至转弯的风险，因此采用了两个传动轴三个万向节的结构（各轴线在同一平面上）。
该布置后传动轴角度为，传动轴的最高转速为ω=3000r/min，此时校核传动轴当量夹角.png)
，输出轴的角加速度942rad/s2。显然，布置，三万向节的夹角保持不变，将传动轴的万向节叉相位改为如图2所示，则当量夹角，输出轴的角加速度为209rad/s2。进行更改后的当量夹角和角加速度均能满足设计要求。
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图2
结束语
总之，传动轴在出厂前必须要进行动平衡试验。并在试验设备指定的位置焊接平衡片，以保证传动轴的平衡要求。在完成传动轴的动平衡试验并检验合格后，需在传动轴的轴管和花键套外表面做好标记。通常用两个相对应的箭头表示。此项工作的目的是在传动轴经过拆装恢复时，通过将两箭头对齐在一条直线上使传动轴的动平衡不被破坏。
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论文作者:周丽娟1,王大洋2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/14
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