[發(fā)明專(zhuān)利]一種汽車(chē)傳動(dòng)軸支撐件性能的判定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210050289.9
• 申請(qǐng)日: 2012-02-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102589877A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何智成;成艾國(guó);周澤;陳少偉;王國(guó)春;陳濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南湖大艾盛汽車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M13/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M13/02
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王慶海;王宇楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車(chē)傳動(dòng)軸支撐件性能的判定方法。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)軸系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的基本振動(dòng)形式之一，也成為影響車(chē)輛整體性能的重要因素，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是車(chē)輛振動(dòng)的一種主要形式，是影響車(chē)輛NVH(Noise、Vibration&Harshness)性能的一個(gè)重要原因。另外，由于車(chē)身結(jié)構(gòu)因素，變速器輸出軸線(xiàn)和驅(qū)動(dòng)橋輸入軸線(xiàn)二者并不共線(xiàn)，其間的傳動(dòng)軸存在夾角，在這種夾角情況下，一般通過(guò)十字叉萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行連接，進(jìn)行動(dòng)力的傳遞。由于十字萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸連接會(huì)引起轉(zhuǎn)速的不均勻，傳動(dòng)軸的不均勻轉(zhuǎn)速引起傳動(dòng)軸支撐件的振動(dòng)，從而引起汽車(chē)的整車(chē)振動(dòng)。因此在傳動(dòng)軸的支撐件設(shè)計(jì)中，該支撐件是傳動(dòng)軸的振動(dòng)傳給車(chē)身的重要路徑，因此振動(dòng)設(shè)計(jì)師其考慮的重要因素。

在傳統(tǒng)的傳動(dòng)軸支撐架零件設(shè)計(jì)中，一般通過(guò)控制傳動(dòng)軸支撐架零件的三向的平動(dòng)動(dòng)剛度值，和加橡膠墊來(lái)隔振，通過(guò)合理的控制這兩個(gè)指標(biāo)，來(lái)達(dá)到控制傳動(dòng)軸的振動(dòng)傳遞的目的。但是通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)軸支撐件受的力主要為扭矩，而不是三向的平動(dòng)力，因此三向平動(dòng)動(dòng)剛度值的評(píng)價(jià)顯得不太合理，橡膠墊一般是用來(lái)隔斷其扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，所以以往的三向平動(dòng)隔振率評(píng)價(jià)指標(biāo)也顯得不合理。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明中提出了一種汽車(chē)傳動(dòng)軸支撐件性能的判定方法，特別是一種用于車(chē)輛上的傳動(dòng)軸有夾角的情況下，傳動(dòng)軸支撐件的振動(dòng)及性能分析評(píng)價(jià)方法。本發(fā)明通過(guò)對(duì)傳動(dòng)軸支撐件的傳動(dòng)軸中心施加繞Z軸的單位扭矩，從而得到傳動(dòng)軸中心的響應(yīng)夾角，通過(guò)對(duì)其響應(yīng)夾角的倒數(shù)，從而獲得其扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度值。這一新的扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的概念可以用來(lái)評(píng)價(jià)傳動(dòng)軸支撐件的性能，從而更好的用來(lái)指導(dǎo)傳動(dòng)軸支撐件的設(shè)計(jì)。通過(guò)合理的控制扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度這一性能指標(biāo)，有效隔斷傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)的傳遞路徑，從而提高汽車(chē)的舒適性能。另外通過(guò)相同的扭矩加載方法，可以預(yù)測(cè)傳動(dòng)軸橡膠的隔振率，并且通過(guò)合理橡膠剛度設(shè)計(jì)來(lái)控制傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)傳遞的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種汽車(chē)傳動(dòng)軸支撐件性能的判定方法，其包括兩個(gè)性能指標(biāo)，一個(gè)是傳動(dòng)軸支撐件橡膠的隔振性能分析，一個(gè)是支撐件扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度性能分析，所述傳動(dòng)軸包括軸一和軸二，所述兩根傳動(dòng)軸之間支撐有帶有橡膠的傳動(dòng)軸支撐件。

其中，支撐件橡膠隔振性能分析為：

建立傳動(dòng)軸支撐件有限元模型，其中橡膠做三向彈性處理；

通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩T(f)e計(jì)算出傳遞到傳動(dòng)軸軸一上的扭矩T(f)a1：

T(f)a1＝T(f)e×Iw

作用在支撐件上的扭矩T(f)r大小為：

T(f)r＝T(f)a1×tanθ＝T(f)e×Iw×tanθ，如圖(2)所示，方向?yàn)槔@整車(chē)坐標(biāo)系的Z向的扭矩。

其中T(f)e為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的隨頻率變化的扭矩，Iw為變速器傳動(dòng)比，θ為傳動(dòng)軸軸一與軸二的夾角。

將計(jì)算出來(lái)的傳動(dòng)軸支撐件扭矩T(f)_r施加在傳動(dòng)軸支撐件有限元模型的軸心處；

a.在支撐件上下連接處(如2圖標(biāo)注點(diǎn)所示)輸出整車(chē)三向的加速度；

b.對(duì)輸出的加速度進(jìn)行橡膠隔振率的評(píng)價(jià)，隔振率的評(píng)價(jià)采用如下表達(dá)式

其中a_上表示橡膠傳動(dòng)軸側(cè)的加速度，a_下表示橡膠另一側(cè)傳動(dòng)軸支撐架的加速度。

其中，支撐件扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度分析為：

a.建立傳動(dòng)軸支撐件有限元模型，其中橡膠做剛性處理；

b.在傳動(dòng)軸支撐件中心施加Z向的單位力繞Z軸的單位扭矩T，施加在傳動(dòng)軸支撐件有限元模型的軸心處；

c.在支撐件中心分布輸出Z向的平動(dòng)位移和繞Z軸的扭角，并對(duì)其求倒數(shù)，從而得到平動(dòng)動(dòng)剛度(N/m)和扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度(Nm/度)。

最后對(duì)所述汽車(chē)傳動(dòng)軸支撐件的隔振性進(jìn)行判定，隔振率越高則判定支撐件的隔振性能越好；所述平動(dòng)動(dòng)剛度和所述扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度越大，則所述汽車(chē)傳動(dòng)軸支撐件性能越好。

上述方法的提出了“扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度”這個(gè)全新的概念，并對(duì)傳動(dòng)軸支撐件扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度性能進(jìn)行分析及評(píng)價(jià)。本發(fā)明的方法應(yīng)用于汽車(chē)傳動(dòng)軸以及各類(lèi)旋轉(zhuǎn)體支撐件的校核與評(píng)價(jià)，通過(guò)分析出其橡膠的隔振和扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度來(lái)評(píng)價(jià)其振動(dòng)特性。由于另外采用實(shí)際工作扭矩作為激勵(lì)，比傳統(tǒng)分析方法更真實(shí)地反映實(shí)際工況；提出扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的概念，可以更準(zhǔn)確地表達(dá)傳動(dòng)軸支撐件的振動(dòng)性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明汽車(chē)傳動(dòng)軸支撐件的分析及評(píng)價(jià)方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明帶有橡膠的汽車(chē)傳動(dòng)軸及支撐件的扭矩矢量圖。