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1、轿车部驱动轴知识驱动轴知识一、驱动轴基本结构编写：赵义1轿车部驱动轴知识驱动轴知识等速万向驱动轴（Constant Velocity Universal Joint Shaft)。是用在汽 车前轮驱动或后轮驱动的传动装置中。其功能是将汽车发动机经变速箱 传递的扭矩均匀的输送到驱动轮。并同时满足前驱动轮的转向要求。等速万向驱动轴总成主要由固定节（轮边）、移动节（变速箱边） 、连接轴和护套等零部件组成，其中主要部件固定节和移动节分别都具 有等速作用。它们传递等速运动的基本原理是从结构上保证所有传力点 始终处于两轴交角的平分面上，即两轴的瞬时角速度相等。等速节传动根据所连接的两轴的位置和所传递的动力
2、大小不同，有 各种结构型式，固定节一般能在最大摆角47度范围内任意偏转一角度； 移动节在工作状态时除能允许两连接轴之间有相对轴向移动外，并能偏 转个角度。移距通常可达20-60mm。工作摆角一般不超过25度。2轿车部驱动轴知识驱动轴知识等速万向节的分类等速万向节 CV UNIVERSAL JOINT固定节 FIXED JOINT移动节 PLUNGING JOINTRF(AC)UFVLGI（ TJ)AARRF(AC)固定球节用于车辆轮 边，能确保传递不在同一支线上 的两轴间的动力扭矩和前轮转向 已被广泛用于轿车和轻型客车。UF固定球节具有RF(AC) 节 相同的用途和特点，然而它的摆 角达到50
3、度，可用于特殊场合。VL移动球节位于前轮驱动的 变速箱边，适宜高速传递扭矩， 也可作为内、外节用于后轮驱动 。AAR 移动节在任何角度状态 它的可调教度滚轮在滚道内平行 移动，保证扭矩作用下的低移动 阻力，消除了系统的轴向振动。GI(TJ)移动三销节它的移动 范围较大，可达60mm。球面滚轮 和滚针的配合降低了摩擦力和轴 向载荷。一般用于前轮驱动，但 后轮均采用此节也可。3轿车部驱动轴知识驱动轴知识二、驱动轴设计4轿车部本部分将以A130车型驱动轴的为例，对驱动轴的设计过程作进一步总结。A130驱动轴采用两段轴方案将动力总成的动力传递到车轮。外万向节采用AC（RF)节，内万向节采用与501项目
4、一致的VL节。主要零部件结构如”图1”所示：AC(RF)固定节节 VL移动节动节连连接 轴轴图图1驱动轴知识驱动轴知识外节护节护 套内节护套1.概述5轿车部驱动轴知识驱动轴知识总成详细零件6轿车部驱动轴知识驱动轴知识2.设计 2.1 布置考虑现代轿车多位前驱，且前轮具备转向功能。由于左右半轴间的夹角要随转向需要而改 变，车轮最大转角往往在30度以上，这使得驱动轴内万向节的轴向滑移和角度变化都比较 大。不仅会产生滑动阻力，影响动力传递，还会带来振动和噪声，影响乘坐和驾驶舒适性 ，缩短万向节使用寿命。选用结构更好的万向节固然有利于解决这些问题，但会增加成本 。驱动轴设计的第一步是确定动力总成的位置
5、( 主要是变速箱差速器的位置）和轮毂点 位置，这两个位置的确定关系到驱动轴内万向节在工作时的角度变化量和轴向滑移变化量 。角度变化大，万向节磨损比较严重，会影响到万向节的使用寿命。因此，希望万向节 的初始角度尽量小，变化范围也小（设计载荷状态下，初始角控制在7度以下）。轴向滑移设计变化量越小，对于动力传动越理想，驱动轴的NVH性能也好些，同时还 可以减少轮胎的非正常磨损。具体角度变化量和轴向滑移量的设计测定将在2.2章节详细阐述。7轿车部驱动轴知识驱动轴知识2.2 长度设计进行长度设计，首先要建立起设计载荷状态下的校核模型（图2） ，校核模型的建立需要如下条件: 1）确定动力总成的位置（ 主要
6、是变速箱差速器的位置）和轮毂点位置； 2）动力总成、轮胎总成、副车架、悬架总成数据； 3）驱动轴总成内、外万向节装配尺寸； 4）内万向节极限滑移曲线（图3）； 5）差速器、车轮轮毂装配尺寸； 6）车轮转角（或转向机构齿条行程)、跳动量。 （A130车轮跳动量：上89.15mm、下84.8mm;车轮转角：38.5度；齿条行程：141/2=70.5mm)图图2图图38轿车部驱动轴知识驱动轴知识根据校核模型，做校核表及绘制曲线图，考虑到尽量减小内万向节摆角变化量和轴向滑移量，优 化连接轴的长度。同时检查驱动轴在车轮各运动状态下与周围零部件的间隙情况。 校核表曲线图左侧内万向节 摆角变化量13.015
7、度 滑移量20.074mm右侧内万向节 摆角变化量8.429度 滑移量16.585mm9轿车部驱动轴知识驱动轴知识2.2 驱动轴总成相关计算发动机排量-1.6L 最大功率-74Kw 最大扭矩- 145N.m 速比 1档-3.4552档-1.9553档-1.2814档-0.975 5档-0.815R档-3.182主减速比-4.533 满载车重-1700 Kg 满载时前轴荷-860 Kg 满载时后轴荷-840 Kg 轮胎滚动半径 -0.281/0.280m1） A130车型整车参数10轿车部驱动轴知识驱动轴知识2）万向节承载强度11轿车部驱动轴知识驱动轴知识3）连接轴直径130驱动轴采用实心轴，直
8、径设计为27mm,符合强度要求。12轿车部驱动轴知识驱动轴知识4）临界转速校核所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以 致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速nk （r/min）为：式中：Lc为传动轴长度（mm），即两万向节中心之间的距离；dc和Dc分别为传动轴轴管的内、 外径（mm）。 1652rpm1. A130驱动轴最高转速 A130定义最高车速175Km/h 0.281m-车轮滚动半径 则驱动轴最高转速为:2. A130驱动轴最低临街转速(右轴）=8163rpm130驱动轴长度、直径设计,符合临界转速要求。13轿车部驱动轴知识
9、驱动轴知识4）刚度校核1、在在前置前驱的车子当中，绝大部分的车辆左右驱动轴长度不等，夹角不等，因而引起了一个扭矩转向；在低 速高扭的情况下，就更加明显的体现出加速跑偏。 2、两侧驱动轴的刚度的差异，导致了在急加速时两边车轮对地前进速度有差异。 3、左右轴的转动惯量有差异，导致了急加速的跑偏。驱动轴属于细长杆件类零件，对于重要的或有刚度要求的轴，要进行刚度计算。轴的扭转刚度用轴的扭转角来表 征，扭转刚度计算公式：T: 轴所受的转矩（N.mm）;l:长度； GIp：轴的抗扭刚度（G：材料的剪切弹性模量；Ip：轴的极惯性矩）(mm4)，MPa(若为钢材)A130左驱动轴轴径27mm,长度395mm
10、A130右驱动轴轴径27mm,长度630mmT=1135.46 N.m=0.1634rad =0.1025rad 14轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNVH问题问题15轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNVH问题问题16轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNVH问题问题17轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNVH问题问题18轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNVH问题问题19轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNVH问题问题20轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNVH问题问题21轿车部驱动轴知识驱动轴知识驱动轴驱动轴NVHNV
11、H问题问题22轿车部驱动轴知识驱动轴知识三、驱动轴生产23轿车部驱动轴知识驱动轴知识主要设备及工序主要设备及工序 Main MachinesMain Machines劈面打中心孔、校直Milling end face and drilling center hole 正 火Normalizing 车轴、钟形壳、星形套Numerical control lathe for turning shaft, outer race, inner race 24轿车部驱动轴知识驱动轴知识球道拉床 Ballrace broaching machine三工位钟形壳球道铣床 3-position housing
12、 ballrace milling machine主要设备主要设备及工序及工序 Main MachinesMain Machines星形套球道铣床 Ball track milling machine of inner race 25轿车部驱动轴知识驱动轴知识主要设备及工序主要设备及工序 Main MachinesMain Machines星形套球道磨床 Ball track grinder of inner race 铣VL形机床VL type ball track milling machine 钟形壳球道磨床 Ball track grinder of outer race 26轿车部驱
13、动轴知识驱动轴知识三销架外圆磨床 Cylindrical grinder of spider 星形套外圆磨床 Outer spherical surface grinder of inner race 保持架内、外圆 磨床 Inner 最大转速 6000rpm;品质保证品质保证Quality AssuranceQuality Assurance四方机 The Four Square Test Systems 最大震动 300mm, 1.5m/t； 转角范围 0-50deg., 转速 60deg. /t. 32轿车部驱动轴知识驱动轴知识品质保证品质保证Quality AssuranceQuali
14、ty Assurance耐久性试验机 CVJ life testCVJ life test静扭强度试验台 Static torque testStatic torque test33轿车部驱动轴知识驱动轴知识品质保证品质保证Quality AssuranceQuality Assurance 试验测量设备试验测量设备Testing and measurement equipmentsTesting and measurement equipments显微硬度测试仪 Microhardness tester 图像分析仪 Image Analysis system 34轿车部驱动轴知识驱动轴知识品
15、质保证品质保证Quality AssuranceQuality Assurance三座标测试仪 Coordinate Measurement Device 轮廓测量仪 Profilometer lX：900mm lY：1200mm lZ：650mm试验测量设备试验测量设备Testing and measurement equipmentsTesting and measurement equipments35轿车部驱动轴知识驱动轴知识品质保证品质保证Quality AssuranceQuality Assurance 试验测量设备Testing and measurement equipmentsTesting and measurement equipments钟形壳综合测 试仪 Bell housing integrated tester CVJ功能试验台 CVJ Function Tester 轴淬硬层检测 仪Depth instrumentatio n for shafts hardening zone 36
