某重载车传动轴振动分析及优化设计

发布时间：2020-06-11 08:40

【摘要】：如今汽车行业飞速发展,人们生活水平日益提升,在保证汽车动力性优异,安全可靠的前提下,提高舒适性已经成为了当今的热点问题,传动轴是影响整车平稳度和舒适度的重要部件。为减小传动轴系统在工作过程中的振动,本文以一汽解放公司生产的某重载自卸车中的传动轴系统作为研究内容,对其进行理论研究、试验分析以及利用ADAMS对传动轴进行模拟仿真,探究出中间支承处的刚度及阻尼对其振动的影响。并对传动系统中间支承的最佳刚度和阻尼进行优化,改善传动轴振动问题。具体研究内容如下:以传动轴系统主要部件万向节及中间支承为研究对象做理论分析。分析单个万向节及多万向节的运动特性,分析万向节两轴叉间角速度与扭矩的运动规律。利用Matlab对单万向节进行仿真,分析从动叉的角速度、角加速度以及扭矩在试验中的变化特性。对中间支承做静力学分析,推导中间支承理论刚度计算式。传动轴系统振动的试验测试及分析。利用传动轴振动试验台,在转速为0-2400r/min下,对传动轴前端、中间支承处和传动轴后端三个部位进行X、Y、Z三方向上的振动测试,得出中间支承处振动较为剧烈;以中间支承部分为主要试验对象,用WDW-100试验机对传动轴中间支承进行静刚度测量,将原装中间支承(刚度为1822N/mm)和研究对象(刚度为1206N/mm)进行X、Y、Z三方向振动对比测试,分析中间支承的刚度对传动轴振动的影响。传动轴系统模拟仿真分析。利用Pro/E创建传动轴系统各零件的三维立体模型并装配为整体,简化模型并验证干涉,导入ADAMS定义各零件材料及特性,添加约束、激励力、运动副、负载等,再校验模型的合理性。利用ADAMS进行传动轴的弯曲振动仿真,仿真内容包括传动轴的转速、加速度、输入输出扭矩,利用第2章的理论分析结果对仿真数据做验证。对中间支承处X与Y方向的位移、角速度、角加速度、速度、加速度做测量分析。对中间支承处进行优化设计。以中间支承的刚度与阻尼为优化参数,降低传动轴各段的振幅和振频。在所研究车型最佳经济车速区间内,即传动轴对应转速区间(0-2400r/min)内,实现具体的优化改良,最佳刚度区间为1800N/mm-2000N/mm,最佳阻尼区间为0.5-0.6,取刚度为1900N/mm,阻尼为0.55作为仿真优化值。利用第2章中间支承理论刚度计算式计算理论刚度为1977N/mm,将仿真优化结果同理论及试验三者做对比分析。
【图文】：

汽车传动系统

1-离合器、2-变速箱、3-万向节、4-差速器、5-后桥半轴、6-传动轴图 1.1 汽车传动系统图动轴则是动力传输装置中及其必要的一个部分，车辆运行的过程中功用是完成一对轴线相交并且相对位置不断产生变化的转轴之间的。一般情况下，特别是传动距离较长时，我们会将传动轴分为两段或得较高的弯曲共振点，避免发生共振现象；并降低其振动传递效率，的平稳性。当汽车行驶在崎岖路面时，会产生颠簸跳动，悬挂系统会弹性变形，从而导致传递动力的两个轴之间会产生较大的位置（距离和，所以变速器输出端和驱动桥输入端间不可以使用固定的连接方式，向节随时调整传力方向。万向传动装置便是用以保障两轴间的位置变仍能维持较好的动力传输，并维系运动的正确性[9]。由于传动轴这种条件，易于得知其自身就会有较大的振动产生，并且若车架与传动轴

十字轴,万向节

-变速箱输出轴、2-十字轴、3-从动叉、4-卡簧、5-轴承、6-主动图 2.2 十字轴万向节结构节工作时，动力经由输入端传动叉通过中间的十字轴传递到输证两轴间维持在一定的自由角度，，即实现万向传递。但由于其不被稳定传输，会产生转速的波动和附加的弯矩及扭矩，产生振个万向节的运动学分析一步理论分析得到十字轴万向节的基本运动规律与特征，本文节的模型如图 2.3 所示，建立该模型的目的是舍弃无关的冗余中更加清晰地表达出万向节的运动特性，再通过建立简单合理万向节的运动学特性进行具体的分析与求解，得到万向节基本并为后文的进一步分析做铺垫。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.4

【参考文献】