e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAD

基于模块化的驱动轴设计方法

2017/11/8    来源:互联网    作者:宋建新      
关键字:模块化设计方法  驱动轴系统  驱动轴夹角  车轮打滑扭矩  
随着汽车规模化、大批量的生产越来越普遍,模块化的设计方法在越来越多的企业得到应用。上汽通用五菱汽车股份有限公司的CN180 作为一款全新车型平台,在开发的前期规划了CAR、SUV、MPV 及CUV 等车型,各个系统的设计运用了模块化设计方法。文章从驱动轴入手,详细介绍了驱动轴的模块化设计方法,包括节型的选择、规格的制定、轴杆的直径及花键的校核等方面入手,通过实例验证了同一平台下不同车型和不同动力组合下驱动轴的模块化设计方法。

0 引言

    模块化设计作为一种新兴的产品设计方法,备受各大汽车企业的重视。模块化设计方法是在对一定范围内的不同功能或相同功能、不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过功能模块的选择和组合构成不同的产品,以满足市场的不同需求。因此,模块化设计的核心是设计一系列能快速拼装成产品的具有通用接口的标准模块,让汽车装配变得像搭积木般容易和可靠,即用不同的模块相互搭配即可组装成不同的整车。

    在汽车模块化的推进与应用上,“大众”汽车是最广为人知的,“大众”汽车目前拥有MQB、MLB等5个模块化平台,以及最新的新能源平台MEB。通过固化油门踏板至前轮中心的距离,标准化发动机和变速器安装位置,统一所有功能模块指标、接口定义,实现组件的互换互通。当MQB平台完全应用后,“大众”预测,届时产品研发成本和零部件成本将各自降20%。

    驱动轴系统作为汽车传动系的主要构成部分,其承接从动力总成输出的动力传递至车轮,从而驱动车辆行驶。本文主要研究实现驱动轴模块化设计的方法。

1 驱动轴系统的构成

    对于前置发动机前轮驱动的车辆,前悬结构一般为独立悬挂,作为连接变速器和车轮的驱动轴,应能等速、可靠、平稳及低噪声地将发动机的动力传递给车轮,同时满足汽车行驶过程中上下跳和转向等多工况轴的压缩和摆动。

    驱动轴系统主要由移动节壳体、三销节总成、内等速节防尘套、固定节壳体、行星轮、钢球及保持架总成、外等速节防尘套等构成(如图1所示)。

    1

    图1 驱动轴系统总成构成

    差速器端采用滑动的等速万向节,适应汽车行驶过程中车轮的上下跳、转向引起的轴的伸长及摆动;在车轮端采用中心固定的等速万向节,以适应车轮上下跳、转向引起的摆角变化。

2 驱动轴模块化设计需考虑的要素

2.1 驱动轴夹角影响节型的选择

    滑动式等速万向节包括TJ(三销轴式)、DOJ(双偏置球笼式)及VL(交叉球笼式)。

    (1)TJ包含标准的TJ(如图2 所示) 及改进型AC—TJ、FrJ、ARR、TRJ、KI一2。标准的TJ由三销轴、滚针、滚轮及外套构成,广泛应用于低级别车辆。

    (2)DOJ包含标准的DOJ(如图3所示)及改进型DOJ—RPC和DOJ—RPCF。标准的DOJ由外套、内套、6个钢球及保持架构成。

    (3)VL如图4所示。VL的内外套沟道相对于轴向只是等角度相互对称地倾斜(交叉)。

    2

    固定式的等速万向节包括BJ、RF、UF(如图5所示)及GE(如图6所示)。BJ、RF、UF的构成同DOJ,但DOJ外套轴向断面为直沟道,与轴线平行,BJ、RF、UF为圆弧;因为BJ外套沟道为椭圆形,而UF、RF外套沟道为圆形,钢球与之复合度较BJ高,所以同尺寸的端节额定扭矩高些。GE的构成基本同TJ,与TJ不同的是节心是固定的,很少使用。

    驱动轴夹角分为左驱动轴夹角(内角和外角)、右驱动轴夹角(内角和外角),如图7所示。

    大的半轴工作角度将影响到等速节的耐久性,并在其本身出现噪音及振动问题。因为在有轴交角情况下,滑动端万向节传递动力时,由于零件间的相对滑动产生的摩擦力,其轴向分量成为起振力,此力与发动机回转的振动会产生共振,轴交角越大,振动和噪音越大。

    在大角度的工况下,高端的三销节比普通的三销节(TJ节等) 在噪音与振动及耐久性能上有更优良的性能。这是因为高端三销节有更低的轴向力,高级的润滑脂,产生更低的内热,最低的轴向冲击载荷等(见表1)。

    3

    4

    图7 左右驱动轴夹角

    表1 驱动轴夹角对三销节选型影响

    5

责任编辑:张纯子
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并以尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐