[發(fā)明專利]一種汽車傳動軸結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710687424.3
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107269727B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉守銀;劉俊紅;郭磊
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽江淮汽車集團股份有限公司
• 主分類號: F16D3/38
• 分類號: F16D3/38
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民;吳蘭柱

本發(fā)明涉及一種汽車傳動軸結(jié)構(gòu)，包括軸頭、殼體、軸叉、第一軸瓦及第二軸瓦；軸頭的一端插入殼體的一端并通過第一軸瓦固定連接；軸叉的一端插入殼體的另一端并通過第二軸瓦固定連接。本技術(shù)方案通過將殼體設(shè)置為FRP增強塑料，降低傳動軸的重量，節(jié)能減耗，降低傳動軸的剩余不平衡量，且傳動軸固定牢靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車傳動技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種汽車傳動軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳動軸總成由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還加裝中間支承。它主要用來在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運動。

傳動軸總成設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求：

1)保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)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(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

3)傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等。

傳動軸總成在汽車上應(yīng)用比較廣泛。在發(fā)動機前置后輪或全輪驅(qū)動的汽車上，由于彈性懸架的變形，變速器或分動器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸的軸線相對位置經(jīng)常變化，所以普遍采用十字軸傳動軸總成。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，內(nèi)、外半軸之間的夾角隨行駛需要而變，這時多采用等速傳動軸總成。當(dāng)后驅(qū)動橋為獨立懸架時，也必須采用傳動軸總成。

萬向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動力的，可分成不等速萬向節(jié)(如十字軸式)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)(如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷軸式等)和等速萬向節(jié)(如球叉式、球籠式等)。撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動力的，具有緩沖減振作用。

不等速萬向節(jié)是指萬向節(jié)連接的兩個傳動軸的夾角大于零時，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時角速度比傳遞運動，但平均角速度比為1的萬向節(jié)。準(zhǔn)等速萬向節(jié)是指在設(shè)計角度下工作時以等于1的瞬時角速度比傳遞運動，而在其它角度下工作時瞬時角速度比近似等于1的萬向節(jié)。輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時角速度比傳遞運動的萬向節(jié)，稱之為等速萬向節(jié)。

現(xiàn)在每個汽車廠家都在進行汽車輕量化，每個零部件都要進行輕量化設(shè)計。使用纖維增強塑料(FRP)來替代金屬材料，不僅可大幅減小零部件的質(zhì)量，而且還可抑制振動和噪音，同時，提升燃油經(jīng)濟性，降低二氧化碳排放量。

現(xiàn)有技術(shù)的汽車從變速器到驅(qū)動橋都采用傳動軸總成連接，傳動軸總成有一節(jié)或多節(jié)傳動軸，多節(jié)傳動軸通過不等速萬向節(jié)連接在一起。如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)傳動軸總成，包括十字軸01，十字軸支架02、傳動軸支承03、傳動軸04、現(xiàn)有軸頭041、現(xiàn)有殼體042、平衡塊043及軸叉044構(gòu)成一個不等速萬向節(jié)。

傳動軸支承內(nèi)有軸承，軸承內(nèi)圈套在端軸上，傳動軸繞軸承軸線旋轉(zhuǎn)，傳動軸支承通過腰形孔固定在車身上。

十字軸的四個端部都有滾針軸承，軸頭和軸叉都可各自繞其與十字軸安裝的軸線旋轉(zhuǎn)。

傳動軸在傳遞動力時，主要受到扭轉(zhuǎn)力作用，直徑越大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力越小，所以傳動軸的軸頭和軸叉直徑采用很長的圓柱形金屬殼體，并將軸頭、軸叉和殼體焊接在一起。

由于傳動軸的彎曲、重量不平衡、前后安裝部的中心錯位等原因，當(dāng)傳動軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生彎曲振動，隨著速度的上升，振動隨之增大，當(dāng)傳動軸的速度接近其彎曲固有振動頻率時，就出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增大而引起傳動軸折斷，此時速度是傳動軸的危險轉(zhuǎn)速。傳動軸的危險轉(zhuǎn)速取決于傳動軸的尺寸、結(jié)構(gòu)和支承情況。在傳動軸上增加一個質(zhì)量塊減振器，可以改變危險轉(zhuǎn)速的大小，從而使危險轉(zhuǎn)速避開工作轉(zhuǎn)速，如在殼體上焊接一個平衡塊，拉開危險轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速，減小振動和噪聲。

現(xiàn)有技術(shù)的傳動軸總成中，傳動軸殼體為很長的圓柱形金屬殼體，加工精度要求比較高，重量大；要求不同尺寸的平衡塊，還要焊接在殼體上，焊接應(yīng)力影響殼體扭轉(zhuǎn)強度。