汽车传动轴用减振圈参数设计

《汽车传动轴用减振圈参数设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、汽车传动轴用减振圈参数设计朱卓选(上海纳铁福传动轴有限公司，上海201318)【摘要】减振圈可以显著改善汽车传动轴的NVH性能，提高汽车乘坐的舒适性，是解决整车NVH问题的有效手段。文章阐述了汽车传动轴用减振圈参数设计的理论依据、设计流程及效果评价等方面的问题。【Abstract】AbsorbingloopcanefectivelyimprovetheNVHperformanceofvehicletransmis—sionshaftandridecomfort．Thetheory，designprocessandeffectevaluationofthedes

2、ignoftheab—sorbingloopparameterusedinvehicletransmissionshaftareexpatiated．【主题词】减振圈传动轴汽车1简介传动轴与减振圈均可分别简化为单自由度的质量弹簧阻尼系统，安装减振圈以后的传动轴即构成了二自由度的振动系统。通过对传动轴减振圈振动系统数学模型的分析，可以得出二自由度振动系统的传递函数，从而进一步推导减振圈设计时调谐比、耗散因子、质图1传动轴减振圈系统的简化数学模型量、共振频率等参数的计算公式。弯曲等效刚度和质量；Ka和m。为减振圈的刚度和值得注意的是减振圈橡胶部分的性能对环境金属块

3、质量；．，7。和吼分别为减振圈和传动轴的耗温度的变化非常敏感，因而减振圈的共振频率实散因子为虚数算子一1。际上并不是一成不变的。2．2传动轴减振圈系统的响应函数假定每半波周期中振动系统转化耗散的热能2理论分析正比于同一周期内振动系的弹性应变能，而且这一比例(耗散因子)保持不变，则带结构阻尼的2．1传动轴减振圈系统的数学模型减振圈与传动轴构成的二自由度质量弹簧阻尼系传动轴减振圈振动系统可简化为包含结构阻统动态响应(传递函数)的式为：尼(粘滞阻尼，产生摩擦损耗)的二自由度弹簧质旦：量系统，其简化数学模型见图1。图1中，为输入激振；Xd为在传动轴中间『[(1一。)一

4、矿(+7／。)一]1，1、【[(一矿)(1一矿)一(御+)]+[旷(仉一—卿)一]J、部位测量到的径向振幅；k和m为传动轴一阶收稿日期：2010—03—22·22·上海汽车2010．05式中：X／之比为振动系统的动态响应把式(6)中求得的频率比代入式(5)可得到(传递函数)；为调谐比，系减振圈的共振频率两个固定点0和b处的传递函数，再假定口和b处cc，。与传动轴的共振频率∞之比，计算公式为：的传递函数相等即可求得最优调谐比。：=：：／_k,m『d(2)南、(7)∞d'X／mDtCd使式(5)在固定点口和b处的传递函数的平0为频率比，系激振频率与传动轴共振频率之

5、均值最大，即可得出减振圈的最优耗散因子：比，计算公式为：Ⅳ一／二⋯=旦(3)∞dpt一√2(1+)。为质量比，系减振圈金属块质量与传动轴等2．4橡胶特性对减振圈参数的影响效质量之比，计算公式为：减振圈由内嵌金属块和外围橡胶部分紧密结合而成，其橡胶部分的特性(如刚度和阻尼)对减：一(4斗)，rnd振圈的效果起着举足轻重的作用，但是橡胶件的2．3传动轴减振圈系统的参数分析弹性模量、耗散因子和稳定性等却时时刻刻受到通过对振动系统传递函数式(1)的分析计算，外界环境的影响。影响减振圈橡胶元件特性的外可以得到动态响应随频率比变化的曲线，如图2界因素包括：温度、频率、应变

6、、老化等。经过硫化所示。处理的天然橡胶在正常使用条件下，其胶合过程一直持续进行着，而且温度越高，进展速度越快，因此通常要求减振圈的工作环境温度不高于8O。一旦温度过高，就会加速橡胶老化，引起橡胶塑化、添加剂晰出，其结果是减振圈的性能参数将会偏离常态设计范围。3减振圈参数的设计确定设计确定减振圈性能参数大小的基本过程见图3。图2不同耗散因子的传递函数曲线估算传动轴等效质量、刚度、频率有计算传动轴等效质量，见式(9)从传递函数曲线可以看出，振动响应曲线总计算传动轴等效刚度，见式(10)测量传动轴共计算传动轴共振频率，见式(11)是通过两个固定点n和b。在这两点，调

7、谐比与减振频率和耗散I无车振圈的耗散因子无关。假设传动轴本身是无阻尼因子，必要时．I!．一调整传动轴等选取质量比(叼=0)的理想振动系统，则传递函数式(1)可简效质量和刚度计算减振圈质量，见式(4)计算最优调谐比，见式(1)化为：计算减振圈共振频率，见式(2)计算最优耗散因子，见式(8)Xs_一[【丽一02)(1一02)一)]小％(1一矿一)]rJ(5)图3设计确定减振圈参数的流程图利用固定点0和b的位置与减振圈阻尼无关的原理，可以从式(5)推导出：3．1传动轴的等效参数传动轴可以简化为两端简支的结构梁，见图f1+等l一(1++)矿+=0(6)4，其一阶弯曲模

8、态可以用单自由度弹簧质量系统上海汽车2