淺談汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的基本要求與考慮因素

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車的發(fā)展已經(jīng)步入了一個(gè)新的時(shí)代。汽車電子器件(汽車空調(diào)控制器)也已成為汽車性能的標(biāo)志。汽車傳動(dòng)軸是汽車構(gòu)造中重要的組成部分(汽車電子控制技術(shù))，所以對于汽車傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)就變得尤為重要。那么，怎樣設(shè)計(jì)一款高性能的汽車傳動(dòng)軸呢，作者通過搜集整理資料，從汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的基本要求，需要考慮的因素以及對汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面做了詳細(xì)介紹。

汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)(汽車控制系統(tǒng))的基本要求：

1.保證所連接的兩根軸相對位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力。

2.保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

4.傳動(dòng)效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等第三章五十鈴萬向傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析及選型由于五十鈴貨車軸距不算太長，且載重量。

變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間的萬向傳動(dòng)裝置

汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)時(shí)需考慮的幾個(gè)方面

空心傳動(dòng)軸具有較小的質(zhì)量，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，比實(shí)心傳動(dòng)軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，所以此傳動(dòng)軸管采用空心傳動(dòng)軸。

傳動(dòng)軸的長度和夾角及它們的變化范圍，由汽車總布置設(shè)計(jì)決定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長度處在最大值時(shí)，花鍵套與花鍵軸有足夠的配合長度;而在長度處于最小時(shí)，兩者不頂死。傳動(dòng)軸夾角大小會(huì)影響萬向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動(dòng)效率和十字軸的不均勻性。變化范圍為3。

汽車傳動(dòng)軸經(jīng)常處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，所以軸的材料查機(jī)械零件手冊選取40CrNi，適用于很重要的軸，具有較高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。

汽車傳動(dòng)軸管選擇

傳動(dòng)軸管由低碳鋼板制壁厚均勻、(1.5～3.0mm)管徑較大、壁薄、易質(zhì)量平衡、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度高、彎曲剛度高、適用高速旋轉(zhuǎn)的電焊鋼管制成。

伸縮花鍵選擇矩形花鍵，用于補(bǔ)償由于汽車行駛時(shí)傳動(dòng)軸兩端萬向節(jié)之間的長度變化。為減小阻力及磨損，對花鍵齒磷化處理或噴涂尼龍，外層設(shè)有防塵罩，間隙小一些，以免引起傳動(dòng)軸的震動(dòng)。花鍵齒與鍵槽按對應(yīng)標(biāo)記裝配，以保持傳動(dòng)軸總成的動(dòng)平衡。傳動(dòng)平衡的不平衡度由電焊在軸管外的平衡片補(bǔ)償。裝車時(shí)傳動(dòng)軸的伸縮花鍵一端應(yīng)靠近變速器，減小其軸向阻力和磨損。其結(jié)構(gòu)圖如下:

萬向傳動(dòng)軸—花鍵軸結(jié)構(gòu)簡圖

1-蓋子;2-蓋板;3-蓋墊;4-萬向節(jié)叉;5-加油嘴;6-伸縮套;7-滑動(dòng)花鍵槽;8-油封;9-油封蓋;10-傳動(dòng)軸管

汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)優(yōu)化理論

汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是應(yīng)用數(shù)學(xué)最優(yōu)化遠(yuǎn)離解決實(shí)際問題的設(shè)計(jì)方法。所謂優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是根據(jù)設(shè)計(jì)模型及初始設(shè)計(jì)參數(shù)，選定一種優(yōu)化方法編出程序，上計(jì)算機(jī)算，求出優(yōu)化參數(shù)及優(yōu)化性能指標(biāo)。以汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。本設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)為二元函數(shù)，其函數(shù)值的大小及變化規(guī)律可用等值線畫成一種直觀的圖形，可設(shè)為f(x1,x2)=Ci如此可得一系列平面曲線，這些曲線形象的表達(dá)了函數(shù)值大小變化的規(guī)律，并可最終得到函數(shù)的最小值點(diǎn)(即最優(yōu)點(diǎn))。其極小化的擇優(yōu)過程，就是從X0點(diǎn)開始，按照一定的方向，以一定步長，一步一步地接近最優(yōu)點(diǎn)，直到滿足要求的條件為止。

汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)優(yōu)化程序試編

以下是用C語言編寫的一段優(yōu)化約束的子程序：

或者也可以用matlab等專用設(shè)計(jì)軟件來進(jìn)行優(yōu)化程序的工作。最后，如取初始值為：D=63.5mm，d=58.5mm，S=479.093mm2δ=2，nmax=4000r/min,Ts=1.02×106N*mm

[τ]=125N/mm2可得優(yōu)化解為：

D=59.34mm，d=56.14mm，S=290.2548mm2.

總結(jié)

汽車傳動(dòng)軸是汽車構(gòu)成必不可少的一部分，本文主要介紹了汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的基本要求、汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)時(shí)須考慮的幾個(gè)方面以及應(yīng)用c語言編寫的汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)優(yōu)化的程序等有關(guān)汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識。