汽车传动轴振动分析
毕业设计（论文）题目：传动轴振动分析
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2014年5月21日
摘要
传动轴作为汽车传动系统的主要部件在汽车行驶过程中起着传递运动及扭矩的作用。由于传动轴在使用过程中的特点是转速高，并且其结构较为复杂，所以不可避免的存在振动现象。
传动轴的振动存在许多危害，首先会产生噪音，作为汽车部件这会大大地影响汽车舒适性；还会降低传动效率，产生配合松动，乃至于使元件断裂，从而导致事故的发生。
本文的中心内容是利用Solidworks软件来研究传动轴的振动问题，也就是针对某种车型的传动轴这一特定的旋转体，先使用大型CAD软件Solidworks 进行实体建模，利用其自有的计算模块分别计算各个不同部件的质量，然后利用Solidworks 中的Simulation 插件进行有限元分析，建立相应的CAE模型，进行网格化，分成一定数量的单元，再通过计算机的分析计算，经过有限元算法的处理，得出相应的数据结果，最后算出临界速度和固有频率。
通过阅读了大量的国内外相关的技术研究文献，对当前本课题研究的最新状况进行比较全面的、深入的研究。总结各类结构有限元分析的优点，找出存在的问题，立足于工作中的实际存在的问题和实用性，对其进行分析和研究。
关键词：传动轴；有限元分析；模态分析；临界转速；固有频率
ABSTRACT
As the car transmission shaft of the main parts in the process of vehicle movement and torque transmission. Due to the characteristics of transmission is in use process, and its structure of high speed is more complicated, so there are inevitably vibration phenomenon.
There are many hazards shaft vibration and noise, first as automobile parts will greatly affect auto comfort, Still can reduce transmission efficiency and cooperate with loose, and even make component fault, causing accidents.
This center is to study using Solidworks software shaft vibration problem, also is this particular tothe shaft, large CAD software used for modeling, Solidworks its own calculation module of different components are calculated respectively, and the quality of the Simulation using Solidworks plugin fe analysis, establish corresponding CAE model, the grid, into a certain number of units, through the analysis and calculation of computer, through the finite element algorithm, corresponding data, and finally calculate critical speed and the inherent frequency.
Through reading a lot of domestic and foreign relevant technical research literature on this subject, the current situation of the latest research on comprehensive and thorough research. Summarizes the advantages of finite element analysis, find out the existing problems in actual work, based on the existing problems and practical, carries on the analysis and research.
KEY WORDS:shaft, Finite element analysis, Modal analysis, The critical speed, Inherent frequency
摘要............................................................................................................................. II ABSTRACT ................................................................................................................. I II 目录 (1)
1 绪论 (2)
1.1课题的来源及研究的目的和意义 (2)
1.2课题的研究背景及其发展趋势 (3)
1.3 本文研究方法和主要内容 (4)
2球笼式等速万向节传动轴 (7)
2.1传动轴总成介绍 (7)
2.2传动轴振动分析的原理、方法和意义 (9)
2.2.1 传动轴总成的力学分析 (9)
2.2.2 传动轴振动分析的原理 (14)
2.3 有限元思想及分析软件介绍 (17)
3 球笼式等速万向节传动轴的设计与建模 (22)
3.1传动轴轴杆 (22)
3.2外球笼 (24)
3.3内球笼 (31)
3.4传动轴总成 (38)
3.5有限元模型的建立 (39)
4 全文总结和展望 (47)
致谢 (49)
参考文献 (50)
随着经济的发展，私家车的数量也随之上升。人们在追求速度之余，越来越重视汽车的舒适性和可靠性。而本文研究的传动轴——汽车传动系统的主要部件，它的振动严重关系到整车的舒适性和可靠性。本文通过研究计算出其临界转速，避免共振的发生，为有效的改善传动轴的性能提供参考。
本文研究的传动轴是以某种车型的球笼式等速万向节传动轴为例展开研究的。首先，根据传动轴的样品实体得到基本数据和关键参数。利用AutoCAD 绘制出二维图形，然后利用Solidworks 软件建立实体模型，然后利用Simulation 插件进行有限元分析。最后，通过分析得出临界条件。
通过本文的设计分析，得出传动轴的临界条件，有效的减少了震动带来的危害。
1.1课题的来源及研究的目的和意义
汽车工业的发展，及用户对汽车的使用、转向享受追求，要求汽车有更好的动力性、操纵性及舒适性，促使了FF及4WD型车的出现。它们的前轮必须具有转向和驱动两种功能，作为转向轮，要求车轮能在一定的转角范围内任意偏转某一角度；作为驱动轮，则要求半轴在车轮偏转过程中以相同的角速度不断地把动力从主减速器传到车轮。在这样两个轴线不重合，且位置还经常变化的两轴间传递动力的机构就是等速万向节。转向驱动桥半轴不能制成整体而要分段，在车轮和半轴间用等速万向节将两者联接起来。即使采用后轮驱动，由于居住性的要求，使用独立悬挂．车轮和半轴轴线不重合，也需等速万向节传动。
传动轴作为汽车传递转矩和扭矩的重要部件。由于受其使用性能和结构较为复杂等因素的制约，导致在不平衡力的作用下不可避免的存在着振动现象，这种振动对汽车的舒适性和可靠性均有极大的影响。因此，国内外汽车生产厂家向来十分重视对汽车传动轴的振动分析研究，均迫切希望能最大限度的降低传动轴的不平衡量。
在当今的经济体制下，企业之间的竞争主要体现在产品的竞争上。对于产品则体现在开发时间、生产成本、质量水平等各方面。开发一个产品，则需要经过
结构设计、审核、模具验收，小批量试制、进一步检验、大批量生产。以前，进行审核是一个长期又复杂的过程，需要到现场运行，采集数据等等，需要耗费大量的人力、物力和财力。随着科学技术的发展，像Solidworks等软件的运用，它可以模拟实际场景和受力载荷，大大他提高了产品开发的效率，同时也减少人力、物力的消耗。
1.2课题的研究背景及其发展趋势
汽车是一个复杂的多自由度“质量——刚度——阻尼”振动系统，是由多个具有固有振动特性的子系统组成，如车身的垂直振动、纵向角振动和侧倾振动、发动机曲轴的扭转振动、传动系统的振动等。这些不同形式的振动及其耦合，是影响汽车行驶平顺性、舒适性的主要原因，要改善汽车的整体性能，就必须对汽车的各个系统的振动特性进行深入研究。
车辆动力传动系的振动可分为弯曲振动和扭转振动，二者不仅有各自的振动特性，而且还存在一定程度的振动耦合，对车辆行驶平顺性、乘坐舒适性及动力传动系零部件使用寿命有着重要影响，因此对车辆动力传动系的整体振动进行深入细致的研究十分重要。
传动轴作为汽车传动系统的主要部件在汽车行驶过程中起着传递运动及扭矩的作用。由于传动轴在使用过程中的特点是转速高，并且其结构较为复杂，所以不可避免的存在振动现象。
作为汽车传动系的主要部件，传动轴在汽车行驶过程中起着传递运动及转矩的作用。由于传动轴结构本身的运动学、动力学特点，不可避免的存在振动现象。传动轴的振动由许多危害，首先会产生噪声，影响汽车舒适性；其次会降低传动效率，产生配合松动，甚至使元件断裂，从而导致事故的发生。传动轴振动的激励源主要是发动机，当量夹角过大、传动轴自身不平衡、止口跳动量以及任何形式的旋转补平衡也会引起传动轴的振动。
合理的设计汽车传动轴系对解决汽车的振动和噪声问题是十分重要的，特别是我国汽车工业与发达国家差距还很大，随着我国道路条件的改善和车速的提高，汽车的振动、噪声问题将会越来越突出，是提高产品质量和竞争能力所必须解决的问题。
本文的中心内容是利用Simulation插件来研究传动轴的振动问题，也就是针对传动轴这一特定的旋转体，先使用大型CAD软件Solidworks 进行实体建模，利用其自有的计算模块分别计算各个不同部件的质量，在有限元分析软件Simulation中，建立相应的CAE模型，进行网格化，分成一定数量的单元，在通过计算机的分析计算，经过有限元算法的处理，得出相应的数据结果，最后算出临界速度和固有频率。
1.3 本文研究方法和主要内容
本文主要是依据Solidworks 软件来进行研究的。以某种车型的传动轴的数据为基础，首先利用AutoCAD 画出各个部件的二维图纸，然后，利用Solidworks 软件进行三维建模，将各个部件建模完成后，再进行装配，装配是一个很重要的步骤，将每一个环节装配合格，不能存在干涉。利用有限元分析的思想对传动轴的轴杆进行振动分析。
1.3.1Solidworks软件介绍
SolidWorks提供了技术先进的工具，使得你通过互联网进行协同工作。
通过eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一种极度压缩的、可通过电子邮件发送的、自行解压和浏览的特殊文件。
通过三维托管网站展示生动的实体模型。三维托管网站是SolidWorks提供的一种服务，你可以在任何时间、任何地点，快速地查看产品结构。
SolidWorks支持Web目录，使得你将设计数据存放在互联网的文件夹中，就象存本地硬盘一样方便。
用3D Meeting通过互联网实时地协同工作。3D Meeting是基于微软NetM eeting的技术而开发的专门为SolidWorks设计人员提供的协同工作环境。
装配设计
在SolidWorks中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks 的性能得到极大的提高。
SolidWorks可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。
用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。
镜像部件是SolidWorks技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件（包括具有派生关系或与其他零件具有关联关系的零件）的新的零部件。
SolidWorks 用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。
工程图
SolidWorks提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。
从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。
增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。
使用RapidDraft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。
用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。交替位置显示视图是专门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。
零件建模
SolidWorks提供了无与伦比的、基于特征的实体建模功能。通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。
通过对特征和草图的动态修改，用拖拽的方式实现实时的设计修改。
三维草图功能为扫描、放样生成三维草图路径，或为管道、电缆、线和管线生成路径。
曲面建模
通过带控制线的扫描、放样、填充以及拖动可控制的相切操作产生复杂的曲面。可以直观地对曲面进行修剪、延伸、倒角和缝合等曲面的操作。
钣金设计
SolidWorks 提供了顶尖的、全相关的钣金设计能力。可以直接使用各种类型的法兰、薄片等特征，正交切除、角处理以及边线切口等钣金操作变得非常容易。
用户化
SolidWorks 的API为用户提供了自由的、开放的、功能完整的开发工具。
开发工具包括Microsoft Visual Basic for Applications (VBA)、Visual C++，以及其他支持OLE的开发程序。
帮助文件
SolidWork 配有一套强大的、基于HTML的全中文的帮助文件系统。包括超级文本链接、动画示教、在线教程、以及设计向导和术语。
1.3.2分析的思想
多支点传动轴是两支点传动轴、中间支点、联轴器组成的串联系统，中间支
点作为串联系统的重要组成部分，影响整个传动轴的动力学计算、振动特性及参数化结构设计。过去在以往的研究中，是将中间支点在整个系统中进行简化计算，没有独立考虑中间支点的属性是如何影响传动轴的动力学特性。目前，关于中间支点的配置，以及将中间支点作为一个设计变量进行多指点传动轴参数化设计的研究还未见报导。
理论研究是为工程应用打下坚实的基础，理论研究同工程应用应当相互配合，随着信息技术在各领域的迅速渗透，CAD/CAM/CAE技术在设计、制造中广泛的应用，使计算机辅助技术已经涵盖机械零件分析设计的整个过程。目前，多支点传动轴的动力学理论研究尚不完善，应用计算机软件技术的传动轴分析及设计软件的开发也难以系统和完善。因此，随着多支点传动轴动力学的研究不断进展，必须及时将理论研究成果有效的应用于分析设计、加紧对传动轴分析及设计软件的开发。
研究的主要内容包括振动分析的原理、思想和方法，传动轴的介绍和各个组成部件，以及用AutoCAD 、Solidworks软件做出的图形，还有振动分析得出的数据和最后分析结果。
2球笼式等速万向节传动轴
2.1传动轴总成介绍
传动轴是安装在差速器和轮毂之间传递动力和扭矩的主要部件。下图是传动轴总成。 AC + GI Driveshaft (Exploded)1) Fixed Joint Outer race 2) Fixed Joint Inner race 3) Fixed Joint Cage
5) Fixed Joint Boot
7) Interconnecting barshaft 8) Dynamic absorber (Damper)
9) Boot clamps
6) Fixed Joint Grease
4) Steel balls
10) Plunge Joint Boot
11) Plunge Joint Assembly
12) Plunge Joint Grease
图2-1 传动轴总成
1、钟形壳 5、钟形壳防尘罩 9、卡箍
2、星形套 6、钟形壳润滑油 10、筒形壳防尘罩
3、保持架 7、传动轴 11、筒形壳
4、钢球 8、阻尼环 12、筒形壳润滑油
四自由度汽车振动影响分析
四自由度汽车振动影响分析 一、汽车振动问题分析 汽车振动的分析研究是为了提高汽车平顺性，汽车平顺性是指汽车过程中能保证乘员不致因车身振动而引起不舒适和疲乏感觉，以及保持运载货物完整无损的性能。汽车平顺性是影响汽车乘坐舒适性的重要原因，而平顺性的主要就是依靠汽车减振来保证，汽车振动日益成为汽车研发和性能提高的关键所在。 在了解了汽车振动的危害之后，就需要人们研究振动问题，掌握振动机理，消除振动带来的不利影响，利用振动规律指导汽车的研发。汽车振动所要研究的问题主要有路面等级对汽车振动影响、车速对汽车振动影响、悬架参数对汽车振动影响。 二、汽车四自由度系统建模 图2.1四自由度汽车模型 考虑汽车纵向角振动时悬架对车身激振影响就必须至少将汽车振动系统简化为如图所示的一个四自由度平面振动模型。在这个振动模型中，要求车辆相对于纵垂面完全对称，并且左右车轮下的路面不平度完全一样，则认为车辆是在纵垂面上振动。把车身简化为质量为m，绕质心的转动惯量为觉得平面刚体；把前后车轴（包括轮胎）的质量简化为二个质量点m1，m2；前后悬架刚度为左右两侧刚度之和用k1，k2表示，而前后悬架减震器的阻尼系数为左右两侧之和用c1，c2表示：kt1和kt2为轮胎刚度，ct1，ct2为轮胎阻尼，它们也为两侧之和。
为了研究悬架与车身连接点处悬架振动对车身的激励，必须首先列出整个振系的振动微分方程组。为此根据分析动力学中的粘滞阻尼力的拉格朗日方程： . ..Z Z Z Z R U T T dt d ??- =??+??-? ??? ? ????)1.2( 式中：T ——振动系统的总动能； U ——振动系统的总位能； R ——振动系统的总耗散函数； 对四自由度平面振动模型其总动能为： 2.2 22.112.2.2 1 212121z m z m J z m T +++=θ)2.2( 总位能为： 22222111222211)(21 )(21)(21)(21q z k q z k z b z k z a z k U t t -+-+-++--= θθ )3.2( 总耗散能为： 2 .2.222 .1.112...22...1)(21)(21)(21)(21q z c q z c z b z c z a z c R t t -+-+--+--=θθ )4.2( 将三式代入拉格朗日方程求出系统振动的微分方程组整理成矩形式为： . . .. Q C Q K KZ Z C Z M t t +=++)5.2( 其中： ?? ??? ?? ?? ???=2100 0000000000m m J m M ?? ??? ?? ?????+--+--++---+-+=2222 1 111212 2 2121 21212 10 0t t k k b k k k k a k k b k a k b k a k b k a k k k b k a k k k K
传动轴基本知识
传动轴基本知识 一、传动轴总成简介 传动轴总成图 传动轴，英文PROPELLER（DRIVING）SHAFT。在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。 传动轴按其重要部件万向节的不同，可有不同的分类。如果按万向节在扭转的方向是否有明显的弹性可分为刚性万向节传动轴和挠性万向节传动轴。前者是靠零件的铰链式联接传递动力的，后者则靠弹性零件传递动力，并具有缓冲减振作用。刚性万向节又可分为不等速万向节（如十字轴式万向节）、准等速万向节（如双联式万向节、三销轴式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节、球叉式万向节）。等速与不等速，是指从动轴在随着主动轴转动时，两者的转动角速率是否相等而言的，当然，主动轴和从动轴的平均转速是相等的。 主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节，称为等速万向节或等角速万向节。它们主要用于转向驱动桥、断开式驱动桥等的车轮传动装置中，主要用于轿车中的动力传递。当轿车为后轮驱动时，常采用十字轴式万向节传动轴，对部分高档轿车，也有采用等速球头的；当轿车为前轮驱动时，则常采用等速万向节，等速万向节也是一种传动轴，只是称谓不同而已。 在发动机前置后轮驱动（或全轮驱动）的汽车上，由于汽车在运动过程中悬架变形，驱动轴主减速器输入轴与变速器（或分动箱）输出轴间经常有相对运动，此外，为有效避开某些机构或装置（无法实现直线传递），必须有一种装置来实现动力的正常传递，于是就出现了万向节传动。万向节传动必须具备以下特点：a、保证所连接两轴的相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力；b、保证所连接两轴能均匀运转。由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内；c、传动效率要高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易。对汽车而言，由于一个十字轴万向节的输出轴相对于输入轴（有一定的夹角）是不等速旋转的，为此必须采用双万向节（或多万向节）传动，并把同传动轴相连的两个万向节叉布置在同一平面，且使两万向节的夹角相等。这一点是十分重要的。在设计时应尽量减小万向节的夹角。 传动轴总成不平衡是传动系弯曲振动的主要原因。其引起的振动噪声是明显的。此外，万向节十字轴的轴向窜动、传动轴滑动花键中的间隙、传动轴总成两端连接处的定心精度、高速回转时传动轴的弹性变形及传动轴上点焊平衡片时的热影响因素等都能改变传动轴总成的不平衡度。降低传动轴的不平衡度，对于汽车，
汽车振动分析试题1
2008年振动力学期末考试试题 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C 的质量m 1，匀质杆AB 的质量m 2，长为L ，匀质轮O 的质量m 3，弹簧的刚度系数k 。当AB 杆处于水平时为系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C 的位移y 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 y ＝0，此时系统的势能为零。 AB 转角：L y /=? 系统动能： m 1动能：2 1121y m T = m 2动能：2222222 22 222)3 1(21))(31(21)31(2121y m L y L m L m J T ====? ω m 3动能：2322 323 33)2 1(21))(21(212 1y m R y R m J T === ω 系统势能： 2 21)21(21)21( y k y g m gy m V + +-= 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而有： E y k gy m gy m y m m m V T =+ +-++= +2 212 321) 2 1(2 12 1)2 13 1(2 1 上式求导，得系统的微分方程为： E y m m m k y '=+ + +) 2 131(4321 固有频率和周期为： ) 2 131(43210m m m k + + = ω 2、质量为m 1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘上绕有不可伸长的细绳并通过定滑轮A 连在质量为m 2的物块B 上；轮心C 与刚度系数为k 的水平弹簧相连；不计滑轮A ，绳及弹簧的质量，系统自弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求系统的固有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B 的位移x 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 x ＝0，此时系统的势能为零。 物体B 动能：2 212 1x m T = 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为x v c 2 1= ，角速度为x R 21=ω，转过的角度为x R 21= θ。轮子动能： )83(21)41)(21(21)4 1( 2 12 1212 122 21212 2 12x m x R R m x m J v m T c =+= + = ω 系统势能： x
传动轴结构分析与设计(精)
第五节传动轴结构分析与设计 传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。 传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。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。传动轴的临界转速为 22 2 8 10 2.1 C c C k L d D n + ? = (4—13) 式中，n k为传动轴的临界转速(r／min)；L C为传动轴长度(mm)，即两万向节中心之间的距离；d c和D c分别为传动轴轴管的内、外径(mm)。 在设计传动轴时，取安全系数K=n k／n max=1.2～2.0，K=1．2用于精确动平衡、高精度的伸缩花键及万向节间隙比较小时，n max为传动轴的最高转速(r／min)。 由式(4—13)可知，在D c和L c相同时，实心轴比空心轴的临界转速低，且费材料。另外，当传动轴长度超过1．5m时，为了提高n k以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根，万向节用三个或四个，而在中间传动轴上加设中间支承。 传动轴轴管断面尺寸除满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度。轴管的扭转切应力τc应满足
传动轴基本知识
传动轴基本知识 一、传动轴总成简介(结合具体总成图) 传动轴，英文PROPELLER（DRIVING） SHAFT。在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。 传动轴按其重要部件——万向节的不同，可有不同的分类。如果按万向节在扭转的方向是否有明显的弹性可分为刚性万向节传动轴和挠性万向节传动轴。前者是靠零件的铰链式联接传递动力的，后者则靠弹性零件传递动力，并具有缓冲减振作用。刚性万向节又可分为不等速万向节（如十字轴式万向节）、准等速万向节（如双联式万向节、三销轴式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节、球叉式万向节）。等速与不等速，是指从动轴在随着主动轴转动时，两者的转动角速率是否相等而言的，当然，主动轴和从动轴的平均转速是相等的。 主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节，称为等速万向节或等角速万向节。它们主要用于转向驱动桥、断开式驱动桥等的车轮传动装置中，主要用于轿车中的动力传递。当轿车为后轮驱动时，常采用十字轴式万向节传动轴，对部分高档轿车，也有采用等速球头的；当轿车为前轮驱动时，则常采用等速万向节——等速万向节也是一种传动轴，只是称谓不同而已。 在发动机前置后轮驱动（或全轮驱动）的汽车上，由于汽车在运动过程中悬架变形，驱动轴主减速器输入轴与变速器（或分动箱）输出轴间经常有相对运动，此外，为有效避开某些机构或装置（无法实现直线传递），必须有一种装置来实现动力的正常传递，于是就出现了万向节传动。万向节传动必须具备以下特点： a 、保证所连接两轴的相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力； b 、保证所连接两轴能均匀运转。由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内； c 、传动效率要高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易。对汽车而言，由于一个十字轴万向节的输出轴相对于输入轴（有一定的夹角）是不等速旋转的，为此必须采用双万向节（或多万向节）传动，并把同
qct29082-92汽车传动轴总成技术条件
中华人民共和国汽车行业标准 QC／T 29082一92 汽车传动轴总成技术条件 1 主题内容与适用范围 本标准规定了十字轴式万向节传动轴总成（以下简称传动轴）的技术条件。 本标准适用于轻、中型各类汽车及其改装车用传动轴，微型及重型各类汽车及其改装车用传动轴亦可参照使用。 2 引用标准 GB 9239刚性转子平衡品质——许用不平衡量的确定 JB 524汽车万向节十字轴技术条件 JB 3741汽车传动轴总成台架试验方法 JB 3677汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩规范 ZB J 11014万向节滚针轴承技术条件 JB／Z汽车油漆涂层 3 技术要求和试验方法 3．1 传动轴应符合本标准的要求，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。 3．2 万向节轴承应符合ZB J11014的规定。 3．3 万向节十字轴应参照JB 524的有关规定。 3．4 装配用的零部件必须经过检验合格。 3．5 装配用的零部件在装配前必须清洗干净。 3．6 传动轴外观及零件加工表面不得有毛刺、碰伤、锈蚀、折痕、扭曲变形及裂纹等缺陷。 3．7 传动轴装配前零部件应符合以下要求：
3．7．1 十字轴的油道应清洁畅通，轴承碗中的滚针排列无横倒或少装 3．7．2 万向节总成装配后轴承转动灵活、油封完好、装配尺寸应符合图样要求。3．7．3 传动轴管焊接合件焊接前后必须进行校直，滑动轴、非滑动轴轴颈的径向跳动不超过0.1mm，轴管全长上的径向跳动应符合表1规定： 当轴管长度小于轴管直径的倍时，滑动轴、非滑动轴轴颈的径向跳动量 不大于0.3mm，轴管全长径向跳动量不大于1mm。 3．7．4 传动轴管焊接合件的焊接质量应可靠，焊缝尺寸应符合图样要求，焊 缝外观应平整光滑无间断，不得有虚焊、夹渣等缺陷。用倍最大工作扭矩静 扭转时，焊缝不得开裂。 3．8 装配时不得漏装、错装，连接紧固件应牢固可靠，其拧紧力矩应符合JB 3677的规定。 3．9 传动轴装配后，用手在正、反两个方向上沿万向节夹角形成的圆锥面运动 轨迹转动时，万向节工作平稳，不得有卡阻现象或明显的间隙，万向节夹角应符 合设计要求。 3．10 传动轴装配时，十字轴上的滑脂嘴及滑动叉上的滑脂嘴应在同一侧。 3．11 盖板式结构的万向节，其盖板凸出部分必须嵌入轴承碗外端面的槽内，并将固定锁片锁住盖板上的紧固螺栓，卡环式结构的万向节，卡环必须全部嵌入耳 孔槽内或轴承碗外圆槽内。 3．12 传动轴两端的万向节，应在规定的相位面上，其偏差不大于5°。 3．13 滑动轴与滑动叉装配后，应能在设计要求的工作长度范围内轴向滑动，不
车辆悬架振动分析
车辆悬架系统振动研究概述 关键词：振动悬架 摘要： 本文简单介绍了车辆振动的相关知识，对其做了简明的分析，由于篇幅有限故只重点介绍了与车辆悬架相关的知识。根据不同结构悬架的特点，分别介绍与其相关的振动研究内容和成果。 引言 悬架系统是提高车辆平顺性(乘座舒适性)和安全性(操纵稳定性)、减少动载荷引起零部件损坏的关键,。自70年代以来,工业发达国家开始研究基于振动主动控制的主动/半主动悬架系统。引入主动控制技术后的悬架是一类复杂的非线性机、电、液动力系统,其研究进展和开发应用与机械动力学、流体传动与控制、测控技术、计算机技术、电子技术、材料科学等多个学科的发展紧密相关。为此，关于车辆悬架系统振动的研究比较困难，但是其又具有十分重要的实际意义。一、车辆悬架系统简介 悬架系统的作用主要是连接车桥和车架,传递二者之间的作用力和力矩以及抑制并减少由于路面不平而引起的振动,保持车身和车轮之间正确的运动关系,保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。 悬架系统一般由弹性元件、减振器和导向装置等组成。其中,弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷,缓冲并抑制不平路面所引起的冲击。按弹性元件分类包括钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架以及气体弹簧悬架。钢板弹簧是1根由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的近似等强度的弹性梁,多数情况下由多片弹簧组成。多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用,可以不装减振器而用于货车后悬架。螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷制而成,常用于各种独立悬架。其特点是没有减振和导向功能,只能承受垂直载荷。扭杆弹簧本身是1根由弹簧钢制成的杆,一端固定在车架上,另一端固定在悬架的摆臂上。气体弹簧是在1个密封的容器中冲入压缩气体,利用气体可压缩性实现弹簧的作用。气体弹簧具有理想的变刚度特性。气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧2种。
传动轴结构分析与设计
传动轴结构分析与设计 传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。 传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。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。传动轴的临界转速为 22 2 8 10 2.1 C c C k L d D n + ? = (4—13) 式中，n k为传动轴的临界转速(r／min)；L C为传动轴长度(mm)，即两万向节中心之间的距离；d c和D c分别为传动轴轴管的内、外径(mm)。 在设计传动轴时，取安全系数K=n k／n max=1.2～2.0，K=1．2用于精确动平衡、高精度的伸缩花键及万向节间隙比较小时，n max为传动轴的最高转速(r／min)。 由式(4—13)可知，在D c和L c相同时，实心轴比空心轴的临界转速低，且费材料。另外，当传动轴长度超过1．5m时，为了提高n k以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根，万向节用三个或四个，而在中间传动轴上加设中间支承。 传动轴轴管断面尺寸除满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度。轴管的扭转切应力τc应满足
传动轴与万向传动装置的拆装与调整-)
实训五：传动轴与万向传动装置的拆装与调整 一、实训目的及要求 1、掌握万向传动装置在汽车上的安装及其注意事项的要求； 2、了解万向传动装置的组成及其各组成零件的构造； 3、掌握万向传动装置的拆装步骤及技术要求； 4、掌握万向传动装置的检修方法。 二、实训仪器设备 1、货车传动轴与万向传动装置1套； 2、常用汽车维修工具1套； 3、专用夹具、工作台1套。 三、实训内容与操作步骤 1、实训内容 （1）传动装置的检验 （2）传动轴与万向传动装置的拆装及调整（3）万向传动装置的检修 2、操作步骤 （1）传动装置的检验 1）车辆起步时，试听传动装置有无“咯咯”的声响； 2）突然加速（猛踩油门）或突然减速（猛踩刹车），试听有无异响； 3）中、高速时，试听底盘传动装置有无异响及振动； 4）减速行驶，以最小半径绕圈时，试听底盘传动装置有无异响及振动，并确定是左边还是右边的异响及振动。 （2）传动轴与万向传动装置的拆装与调整 对国产中型载货汽车，一级维护时应进行润滑和紧固作业。对传动轴的十字轴、传动轴滑动叉、中间支撑轴承等加注润滑脂；检查传动轴各部螺栓和螺母的紧固情况，特别是万向节叉凸缘连接螺栓和中间支撑支架的固定螺栓等，应按规定的力矩拧紧。 拆卸传动轴时，要防止汽车的移动。同时按下图所示的方法，在每个万向节叉的凸缘上做好标记，以确保作业后原位装复，否则极易破坏万向传动装置的平衡性，造成运转噪声和强烈振动。 拆卸传动轴时，应从传动轴后端与驱动桥连接处开始，先把与后桥凸缘连接的螺栓拧松取下，然后将与中间传动轴凸缘连接的螺栓拧下，拆下传动轴总成。接着，松开中间支撑支架与车架的连接螺栓，最后松下前端凸缘盘，拆下中间传动轴。 轿车前驱传动轴的拆卸具体操作步骤如下： 1）卸下两侧的横向稳定杆的轴承夹箍、制动卡盘、制动盘； 2）卸下相连的下控制臂外端的球形连接伴，往外压球形连接件的销子，如其过紧可用管形撬棒撬出，使下控制臂与转向节臂(车轮轴承罩)脱开；使用专用工具使横向稳定杆与下控制臂相脱开；
关于汽车振动的分析
关于汽车的振动的分析 汽车振动系统是由多个子系统组成的具有质量、弹簧和阻尼的复杂的振动系统。汽车振动源主要有：路面和非路面对悬架的作用、发动机运动件的不平衡旋转和往复运动、曲轴的变动气体负荷、气门组惯性力和弹性力、变速器啮合齿轮副的负荷作用、传动轴等速万向节的变动力矩等。 在汽车工程中,多数振动是连续扰动力,而其他一些则是汽车承受的冲击力和短时间的瞬态振动力。振动又可分为周期性的和随机性的,发动机旋转质量的不平衡转动是周期振动的典型例子,而随机振动主要是由路面不平引起的。所有质量--弹性系统都有自己的固有频率,如果作用于系统的干扰频率接近振动系统的固有频率,就会发生共振现象。因此即使自身具有抗干扰能力的系统,装配到汽车上时仍有可能产生振动问题,这就要求在设计阶段准确建立系统模型及运动方程,分析自由振动特性和受迫振动响应,研究控制振动的方法。 汽车振动按照频率范围可分为： 1、影响行驶平顺性的低频振动：它产生的主要振源由于路面不平度激励使得汽车非悬挂质量共振和发动机低频刚体振动，从而引起悬架上过大的振动和人体座椅系统的共振造成人体的不舒适，其敏感频率主要在1-8Hz(最新的研究表明：当考虑人体不同方向的响应时可到16Hz)。对于乘员其评价指标一般是：针对载货汽车的疲劳降低工效界限和针对乘用汽车的疲劳降低舒适界限，或直接采用人体加权加速度均方根值进行评价；对于货物其评价指标是：车箱典型部位的均方根加速度。由于该指标于人体生理主观反映密切相关，因此试验和评价往往采用测试和主观评价相结
合。 2、车身结构振动和低频噪声：大的车身结构振动，不仅引起自身结构的疲劳损坏，而且更是车内低频结构辐射噪声源。其频率主要分布在20—80Hz 的频带内。由两方面引起：(1)激励源；主要有：道路激励、动力传动系统尤其是动力不平衡和燃烧所产生的各阶激励、空气动力激励；(2)车身结构和主要激励源系统的结构动力特性匹配不合理引起的路径传递放大。当前对于低频结构振动和噪声分析研究的方法有：计算预测分析，(1)基于有限元方法通过建立结构动力学模型取得结构固有振动模态参数对结构动力学特性进行评价，通过试验载荷分析得到振动激励并结合结构动力学模型计算振动响应；(2)基于有限元和边界元的系统声学特性计算和声响应计算。试验分析：(1)各种结构振动和声学系统的导纳测量和模态分析；(2)基于实际运行响应的工作振型分析；(3)基于机械和声学导纳测量的声学寄予率分析； 3、各种操纵机构的振动：操纵机构的振动主要是因为其安装吊挂刚度偏低或自身结构动力特性不当或车身振动过大而产生，它不仅容易使驾驶者疲劳严重时可能使操纵失控。对于这些振动各企业都有相应得评价和限值规定。最为典型的是方向盘(线性)振动(转向管柱振动)，其产生的主要原因是方向盘及管柱安装总成与车身振动或其它激励源发生共振；另一重要的振动现象是行驶过程中的方向盘旋转振动(即：方向盘及转向轮摆振)。其产生的原因是：行驶过程中转向轮的跳动与自身的转动而产生的陀螺效应引起转向轮的波动并被转向结构放大从而引起方向盘旋转振动。 4、空气声：车内空气声是由于隔声吸声措施不当从而使得动力传动
汽车传动轴故障现象-原因分析及故障排除
汽车传动轴故障现象\原因分析及故障排除 [摘要]本文介绍了汽车传动轴的故障原因、分析和判断以及排除的方法。 [关键词]传动轴；中间支承；传动轴凸缘；万向节十字轴 前言：新岭煤矿是露天煤矿，生产运输方式是采用汽车运输。全矿有运岩石车辆25台（北京中环：15台、豪威：10台），运煤车辆4台（豪沃）以及生产服务车辆22台，总计达47台车辆。减少车辆故障，使车辆在完好技术状态下运行，是确保新岭煤矿安全生产的关键。 汽车传动轴的功能，是将不同心的部件连接起来并传递动力。一般说来，各部件的连接并不在一条直线上，而且在工作时，不断改变相互位置，传动轴是传递扭矩的，它同时解决了各连接部件不同心的问题以及它们之间距离不断变化的问题。当两个部件（发动机与变速器或变速器与后桥）发生相对位移时，它们仍然能够继续转动。 传动轴的常见故障有：传动轴、万向节和花键松旷；传动轴不平衡以及万向节十字轴及轴承过早磨损等。 1、传动轴不平衡、发响 1.1故障现象 车辆传动轴的不平衡，在行驶中会出现一种周期性的声响，车速度越高，响声越大，达到一定速度时，车门窗玻璃、方向盘均有强烈振响，手握方向盘有麻木的感觉。脱档行驶振动更强烈，降到中速，抖振消失，但响声仍然存在。 1.2故障原因： 传动轴弯曲、凹陷，运转中失去平衡；传动轴安装不当，破坏了平衡条件，或原来安装的平衡块丢失；各连接或固定螺栓松动；曲轴飞轮组合件动不平衡超差；万向节十字轴回转中心与传动轴不同轴度超差；传动轴花键套磨损过量。 1.3故障的判断与排除 传动轴不平衡，危及安全行车。如果出现传动轴不平衡的故障，可以采用下述方法判断：将车前轮用垫木塞紧，用千斤顶起一侧的中、后驱动桥；将发动机发动，挂上高速档，观察传动轴摆动情况。观察中注意转速下降大时，若摆振明显增大，说明传动轴弯曲或凸缘歪斜。传动轴弯曲都是轴管弯曲，大部分是由于汽车超载造成的。运岩石车辆由于经常超载运行，传动轴弯曲断裂的故障较多。更换传动轴部件，校直后，应进行平衡检查。不平衡量应符合标准要求。万向节叉及传动轴吊架的技术状况也应详细检查，如因安全不符合要求，十字轴及滚柱
工程车辆传动系统扭转振动特性研究与分析
1工程车辆扭转振动动力学模型的建立 工程车辆传动系统一端通过离合器与发动机相连，输出端通过轮胎与工程车辆平动质量相连，组成了一个多质量的弹性扭转振动系统。在计算整个系统的固有频率和振型时，通常可忽略系统的阻尼，将整个传动系统看成是由多个刚性圆盘通过弹性轴连接的无阻尼振动系统。现在某型装备四缸柴油机的中型装载机传动系统为例，其扭转振动力学模型如图1-1所示。 1.1 当量转动惯量的计算 当量转动惯量J 是指将传动系统中与发动机曲轴不同转速旋转的零部件的转动惯量换算成与曲轴同转速旋转下的转动惯量，这种换算方法的原理是能量守恒。设传动轴的转动惯量为J,实际转速为ω曲轴转速为0ω，则将传动轴换算成曲轴转速0ω的当量转动惯量为 2 2 2 0212121??? ? ??=???? ??==g d d i J J J J J ω ωωω 式中，g i 为变速器的传动比。 1.2当量扭转刚度的计算 设两圆盘之间弹性轴的当量扭转刚度为d K ，则可以根据弹性变形量守恒的原理将系统中的时间扭转刚度K 换算过来。现以后桥半轴为例，相应的当量扭转刚度为 2 01??? ? ??=i i K K g d
式中，0i 为主减速器的传动比。 2传动系统扭转动力学方程 根据图1-1所示的简化的传动系统模型，可建立系统动力学方程组为 -0-)-)()(-----111010111111101010991010343332233232221122121111=+=+-=-+-=+=+）（）（（）（）（） （。。。。。。。。 。。 θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθK J K K J T K K J T K K J T K J (1) 方程组（1）中，111-θθ分别为对应质量的扭转角位移；41-T T 分别为发动机1-4缸的有效输出转矩。 为了简单起见，可以将（1）改为矩阵形式的动力学方程一般式，即 T K C J =++θθθ。 。。 式中，当量转动惯量矩阵??????? ? ????? ?? ?=111021 00J J J J J 阻尼矩阵C=[0]；刚度矩阵； 圆盘的角位移矩阵[]T 114321 0θθθθθθ =。 一般以发动机振动激励为系统输入矩阵，则 []T T T T T T 004 321 = 2.1扭转系统固有特性的分析 这里的固有特性是指固有频率和主振型，多自由度系统的固有频率和主振型可以根据系统的无阻尼自由振动方程得到，即 0=+θθK J 。。 （2） 假设方程的解为 t n i e ωθA = （3） 式中，A 为系统自由振动时的振幅列向量，[]T m m m m A A A A A 1132 1 =。
传动轴共振的案例研究
一个关于传动轴共振的案例研究 闵福江 重庆长安汽车股份有限公司 汽车工程研究院 【摘要】NVH是汽车研究与设计过程中既需要一定的理论基础，又需要大量实践经验才能解决的应用问题。文章阐述了汽车动力系统引起整车NVH问题的原理，以及解决这些NVH问题的一些方法。 【主题词】传动系 共振 汽车 轰鸣声 A Case Study on the Syntony of Drive shaft Min Fujiang Chongqing Changan Automobile Stock CO . LTD Automotive Engineering Institute 【Abstract】NVH is a application problem to be solved with certain theoretical basis and much practical experience .This paper describes the complete vehicle NVH problem principally caused by power system ,and introduce some ways how to solve this problem。 【Key Words】Transmission system , Syntony , Vehicle , Booming Noise 1前言 某新研发的车辆，在样车试制期间，发现当车辆在行驶过程中发动机转速达到3300转/分时，车内产生明显的轰鸣声（Booming Noise）,该车型如果投放市场，必然引起顾客抱怨，影响市场销售。经诊断分析确定为传动轴一阶弯曲共振导致，必须针对传动轴采取措施，解决轰鸣噪声。本文系统地阐述了该问题的分析和解决过程。 2传动轴共振引发的NVH问题 汽车的动力系统时刻向传动轴施加各种激振，尤其以发动机的往复惯性力与传动轴不平衡产生的惯性力冲击最为显著。传动轴的响应与传动轴的尺寸规格、材料特性和边界条件相关，而且在理论上是一个拥有无数模态的连续结构。由于传动轴最主要的激振力为发动机往复惯性力与传动轴不平衡产生的惯性力，因此，传动轴的一阶弯曲模态更容易受到激发产生共振。在采用不等速万向节时，还应该考虑二阶激励。 传动轴的振动通过外万向节、轮毂、悬挂将激振能量传递至车身，车身覆盖件受激共振后又将振动能量传入腔体，车辆腔体受激共振，产生低频轰鸣声。同时内万向节及差速器齿轮啮合转动的不稳定性还会引起车辆产生波动式耦合噪音和刺耳的尖叫声音。 3 传动轴在设计中如何避免共振
汽车振动分析作业习题与参考答案(更新)
1、 方波振动信号的谐波分析，00,02 (),2 T x t x t T x t T ? <
相位频谱图 1tan 0,1,3,5 n n n a n b φ -?? ===?????? ??? 2、 求周期性矩形脉冲波的复数形式的傅立叶级数，绘频谱图。 解： 数学表达式：
计算三要素： 傅立叶级数复数形式： 频谱图 00 00,0sin ,0,n x t n T A x n t n n n T ππ?=??=? ?≠-∞<<∞?? ()???? ?????≤≤≤≤--≤≤-=2 202222000 00 T t t t t t x t t T t x 偶函数 T x t a 0002=2sin 2010t n n x a n ωπ?=0 =n b 2 sin 22010t n n x a ib a X n n n n ωπ?==-=()2sin 1101012/2/02/2/102/2 /02/2/010********t n n x t in e e T x t in e T x dt e x T dt e t x T X t in t in t t t in t in t t t in T T n ωπωωωωωωω?=--?=-?=??=??=-------? ?T t x t n n x X n 0 0010002sin lim =?=→ωπ()∑ ∑ ∞-∞=∞-∞===n t in n t in n e n t n x e X t x 112sin 0 10ωωωπ
汽车传动系统练习答案课案
汽车传动系统练习答案 一、填空题 1.离合器；变速器；万向传动装置；主减速器、差速器；半轴。 2.主动部分；从动部分；压紧机构；操纵机构。 3.自锁钢球；弹簧；特殊齿形；互锁钢球；互锁销；带有弹簧的倒档锁销。 4.两种；先挂前桥、后挂低速档；先摘低速档、后摘前桥。 5.万向节；传动轴；中间支承。 6.15°～20°。 7.主减速器；差速器；半轴；桥壳。 8.绕自身轴线转动；绕半轴轴线转动。 9.锥齿轮组成；锥齿轮；圆柱齿轮。 10.差速器壳；十字轴；行星齿轮；半轴齿轮；半轴。 11.全浮式半轴；半浮式半轴；半轴齿轮；驱动车轮。
12.主减速器；差速器；半轴；轮毂；钢板弹簧；整体式桥壳；分段式桥壳；整体式桥壳。 二、解释术语 1.汽车的车轮数×驱动轮数，第一个数字代表汽车的车轮数，后一个数代表驱动轮数，如EQ2080（原EQ240）E型汽车有6个车轮，而6个车轮都可以驱动，即表示为6×6。 2.发动机发出的转矩经过传动系传给驱动车轮，驱动车轮得到转矩便给地面一个向后的作用力，根据作用力与反作用力的原理，地面给驱动车轮一个向前的反作用力，这个反作用力就是驱动力。 3.传动比既是降速比又是增矩比。＝7.31表示汽车变速器一档的传动比，曲轴转7.31转，传动轴转1转；同时还表示，发动机发出的转矩经过变速器挂一档后传到传动轴时的转矩增大了7.31倍。 4.由于在分离轴承与分离杠杆内端之间存在一定量的间隙，驾驶员在踩下离合器踏板后，首先要消除这一间隙，然后才能开始分离离合器，为消除这一间隙所需的离合器踏板的行程，就是离合器踏板自由行程。 5.膜片弹簧是用薄钢板制成并带有锥度的碟形弹簧。靠中心部位开有辐条式径向槽形成弹性杠杆。使其在离合器分离时兼起分离杠杆的作用。
传动轴振动分析
毕业设计（论文）题目：传动轴振动分析 院别：汽车与交通学院 专业班级：交通运输 学生姓名：XXX 学号：XXXXXXXXX 指导老师：XXX 2010年5月21日
摘要 传动轴作为汽车传动系统的主要部件在汽车行驶过程中起着传递运动及扭矩的作用。由于传动轴在使用过程中的特点是转速高，并且其结构较为复杂，所以不可避免的存在振动现象。 传动轴的振动存在许多危害，首先会产生噪音，作为汽车部件这会大大地影响汽车舒适性；还会降低传动效率，产生配合松动，乃至于使元件断裂，从而导致事故的发生。 本文的中心内容是利用Solidworks软件来研究传动轴的振动问题，也就是针对某种车型的传动轴这一特定的旋转体，先使用大型CAD软件Solidworks 进行实体建模，利用其自有的计算模块分别计算各个不同部件的质量，然后利用Solidworks 中的Simulation 插件进行有限元分析，建立相应的CAE模型，进行网格化，分成一定数量的单元，再通过计算机的分析计算，经过有限元算法的处理，得出相应的数据结果，最后算出临界速度和固有频率。 通过阅读了大量的国内外相关的技术研究文献，对当前本课题研究的最新状况进行比较全面的、深入的研究。总结各类结构有限元分析的优点，找出存在的问题，立足于工作中的实际存在的问题和实用性，对其进行分析和研究。 关键词：传动轴；有限元分析；模态分析；临界转速；固有频率
ABSTRACT As the car transmission shaft of the main parts in the process of vehicle movement and torque transmission. Due to the characteristics of transmission is in use process, and its structure of high speed is more complicated, so there are inevitably vibration phenomenon. There are many hazards shaft vibration and noise, first as automobile parts will greatly affect auto comfort, Still can reduce transmission efficiency and cooperate with loose, and even make component fault, causing accidents. This center is to study using Solidworks software shaft vibration problem, also is this particular tothe shaft, large CAD software used for modeling, Solidworks its own calculation module of different components are calculated respectively, and the quality of the Simulation using Solidworks plugin fe analysis, establish corresponding CAE model, the grid, into a certain number of units, through the analysis and calculation of computer, through the finite element algorithm, corresponding data, and finally calculate critical speed and the inherent frequency. Through reading a lot of domestic and foreign relevant technical research literature on this subject, the current situation of the latest research on comprehensive and thorough research. Summarizes the advantages of finite element analysis, find out the existing problems in actual work, based on the existing problems and practical, carries on the analysis and research. KEY WORDS:shaft, Finite element analysis, Modal analysis, The critical speed, Inherent frequency
传动系统振动
汽车动力传动系振动分析 [摘要 ]综述了车辆动力传动系振动的研究进展从振动的角度看 ,车辆动力传动系可分为弯曲振动系统和扭转振动系统目前主要采用试验模态分析和有限元等研究方法对动力传动系弯曲振动特性进行研究 ,建立了较为理想的弯曲振动分析模型在动力传动系扭转振动的研究方面 ,许多学者对此进行了有益探索研究 ,并取得了一定的进展但限于分析条件 ,车辆动力传动系弯曲、扭转振动耦合的研究尚不十分完善 ,尤其在国内 ,这一研究尚处于起步阶段因此 ,在动力传动系弯曲、扭转振动的研究已相对成熟的基础上 ,动力传动系的弯曲、扭转振动耦合对其振动特性影响的研究将是今后一段时间的主要研究内容 车辆是一个复杂的振动系统,它是由多个具有固有振动特性的子系统组成,作为子系统之一 的动力传动系,即包括动力总成、传动轴、驱动桥总成组成的系统是车辆振动和噪声的重要激励源从振动的角度看,车辆动力传动系可分为两个振动系统:弯曲振动系统和扭转振动系统车辆动力传动系的弯曲振动系统和扭转振动系统不仅有各自的固有振动特性,而且还存在一定程度的振动耦合这些不同形式的振动及其耦合,是影响车辆行驶平顺性,乘坐舒适性及动力传动系零部件使用寿命的主要原因之一,因此对车辆动力传动系的整体振动进行深入细致的研究,显得十分必要 1 动力传动系弯曲振动研究 车辆动力传动系弯曲振动在很大的频率段内对车辆振动和噪声有着重要影响,动力传动系低频段内的刚体振动直接影响车辆的乘坐舒适性,而较高频段内的弹性振动将会引起车辆的结构共振和声学共振近年来,随着对提高乘坐舒适性、减小汽车振动要求的提高,对动力传动系弯曲振动特性的进一步研究,已显得十分迫切,国内外对动力传动系弯曲振动的研究起步较早,在理论研究方面取得一定进展,试验研究也较为成熟建立由离散的集中质量、弹簧、阻尼器组成的力学模型是对动力传动系弯曲振动特性进行研究分析的一种行之有效的方法後藤进[1 ]建立了具有 1 1个自由度的动力传动系的弯曲振动力学模型,并通过试验验证,试验结果和计算结果取得较好一致文献[2 ]也建立了动力传动系弯曲振动多自由度力学模型,指出系统的弯曲振动是由发动机运动部件往复惯性力、传动轴的不平衡等引起的,并通过实验测定有关参数值,计算系统的固有频率、振型隋军[3、4]建立包括动力总成及传动轴的5个自由度的弯曲振动力学模型,计算系统的固有振动特性和响应,指出动力总成的弯曲振动是汽车飞轮壳损坏的主要原因这种建模方法及其实用性已为大量的计算和试验分析结果所证实,并且已总结出了确定模型集中质量、弹性和阻尼的一般原则,能有效地用于分析解决车辆动力传动系弯曲振动问题日臻完善的试验模态分析技术,在动力传动系弯曲振动特性的研究中得到广泛应用试验模态分析在动力传动系弯曲振动特性研究中的应用,经历了从单个总成发展到多个总成直至整个动力传动系的过程隋军[4]、张建文[5]对动力传动系动力总成进行了试验模态分析,认为动力总成的弯曲振动是造成汽车离合器壳开裂的主要原因余龄[6]利用试验模态分析技术测定了包括动力总成及传动轴的组合系统的一阶弯曲振动频率,张金换[7]则通过模态试验分析研究动力传动系传动轴的临界转速孙方宁[8, 9]、俄延华[1 0 ]在整车条件下,对动力传动系弯曲振动进行模态试验,得到整个动力传动系弯曲振动的模态参数高云凯[1 1 ]在台架及整车条件下,对汽车动力总成弯曲振动试验模态分析中的非线性特性进行研究,结果表明这一非线性特性仅存在于整车条件下的试验模态分析试验模态分析具有快速、简便地识别结构固有特性的特点,但其精度主要取决于试验者的经验和所使用的测试仪器、分析程序模态综合法是对动力传动系弯曲振动进行分析的有效方法,其基本思想是将动力传动系分为若干个子系统,在完成对各子系统的模态分析后,建立自由模态的综合方程,再利用平衡条件和约束条件将自由度简化,最后获得一个自由度大为缩减又保持了系统特性的运动方程,即组合系统方程孙方宁[8, 9]将一大型客车动力传动系划分为五个子系统,通过试验模态分析获得各子系统的模态参数,然后利用模态综合方法建立整个系统的理论分析模型,编制计算程序,对该大型客车动力传动系弯曲振动的固有振动特性进行计算,并在激振试验台上进行整个动力传动系弯曲振动的试验模态分析,结果表明理论计算和试验结果具有很好的一致性应用模态综合方法,只需获得动力传动系各子系统的模态参数,就可以通