淺談汽車傳動軸設計的基本要求與考慮因素

前言

隨著科學技術的進步，汽車的發展已經步入了一個新的時代。汽車電子器件(汽車空調控制器)也已成為汽車性能的標志。汽車傳動軸是汽車構造中重要的組成部分(汽車電子控制技術)，所以對于汽車傳動軸的設計就變得尤為重要。那么，怎樣設計一款高性能的汽車傳動軸呢，作者通過搜集整理資料，從汽車傳動軸設計的基本要求，需要考慮的因素以及對汽車傳動軸設計優化等方面做了詳細介紹。

汽車傳動軸設計(汽車控制系統)的基本要求：

1.保證所連接的兩根軸相對位置在預計范圍內變動時，能可靠地傳遞動力。

2.保證所連接兩軸盡可能等速運轉。

3.由于萬向節夾角而產生的附加載荷、振動和噪聲應在允許范圍內。

4.傳動效率高，使用壽命長，結構簡單，制造方便，維修容易等第三章五十鈴萬向傳動軸結構分析及選型由于五十鈴貨車軸距不算太長，且載重量。

變速器與驅動橋之間的萬向傳動裝置

汽車傳動軸設計時需考慮的幾個方面

空心傳動軸具有較小的質量，能傳遞較大的轉矩，比實心傳動軸具有更高的臨界轉速，所以此傳動軸管采用空心傳動軸。

傳動軸的長度和夾角及它們的變化范圍，由汽車總布置設計決定。設計時應保證在傳動軸長度處在最大值時，花鍵套與花鍵軸有足夠的配合長度;而在長度處于最小時，兩者不頂死。傳動軸夾角大小會影響萬向節十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動效率和十字軸的不均勻性。變化范圍為3。

汽車傳動軸經常處于高速旋轉狀態下，所以軸的材料查機械零件手冊選取40CrNi，適用于很重要的軸，具有較高的扭轉強度。

汽車傳動軸管選擇

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

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

萬向傳動軸—花鍵軸結構簡圖

1-蓋子;2-蓋板;3-蓋墊;4-萬向節叉;5-加油嘴;6-伸縮套;7-滑動花鍵槽;8-油封;9-油封蓋;10-傳動軸管

汽車傳動軸設計優化理論

汽車傳動軸設計優化方法是應用數學最優化遠離解決實際問題的設計方法。所謂優化設計，就是根據設計模型及初始設計參數，選定一種優化方法編出程序，上計算機算，求出優化參數及優化性能指標。以汽車傳動軸設計為例進行分析。本設計的目標函數為二元函數，其函數值的大小及變化規律可用等值線畫成一種直觀的圖形，可設為f(x1,x2)=Ci如此可得一系列平面曲線，這些曲線形象的表達了函數值大小變化的規律，并可最終得到函數的最小值點(即最優點)。其極小化的擇優過程，就是從X0點開始，按照一定的方向，以一定步長，一步一步地接近最優點，直到滿足要求的條件為止。

汽車傳動軸設計優化程序試編

以下是用C語言編寫的一段優化約束的子程序：

或者也可以用matlab等專用設計軟件來進行優化程序的工作。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可得優化解為：

D=59.34mm，d=56.14mm，S=290.2548mm2.

總結

汽車傳動軸是汽車構成必不可少的一部分，本文主要介紹了汽車傳動軸設計的基本要求、汽車傳動軸設計時須考慮的幾個方面以及應用c語言編寫的汽車傳動軸設計優化的程序等有關汽車傳動軸設計的基礎知識。