汽车万向节十字轴轻量化及其传动轴振动分析

作者：邹琳; 吕文浩; 任良顺; 徐劲力

来源：数字制造科学, 2020, 18(01): 71-85.

• 万向节十字轴
• 轻量化
• 传动轴
• 振动分析

首先以汽车轻量化为目标,利用结构尺寸优化的方法,对汽车万向节十字轴进行轻量化设计,并采用有限元分析校核十字轴的强度和寿命。其次建立了汽车双十字轴传动轴弯扭耦合模型,探究十字轴轻量化对传动轴扭转振动以及支承处的y、z两个方向振动的影响。研究表明:优化后十字轴的质量及尺寸变小,十字轴的最大静应力下降了13.2%,最小疲劳寿命提高,较好地提升了十字轴的强度。整体上,三个万向节传动轴的质量减少约1.51 kg,促进整车轻量化。轻量化后的传动轴扭转振动特性与原传动轴基本一致,角速度和角加速度的波动幅值基本相同,振动频率较原传动轴升高;传动轴支承处y、z向位移和振动加速度的振动频率相同,数值大小及波动幅度都较原传动轴略微升高,但在可以接受的范围内,对汽车平顺性影响较小。

• 单位
  上汽通用五菱汽车股份有限公司; 机电工程学院; 武汉理工大学