电动轿车等速万向节驱动轴设计与验证.pdf

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1、第51卷第12期V01．5lNo．12农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2013年12月December2013电动轿车等速万向节驱动轴设计与验证潘正东(230022安徽省合肥市江淮汽车股份有限公司技术中心)[摘要]从临界转速、驱动轴强度、驱动轴轴杆扭转刚度等方面阐述了电动车等速万向节驱动轴的设计，同时也提出了电动车等速万向节驱动轴除传统燃油车驱动轴试验验证之外的试验验证方法。[关键词]电动轿车；驱动轴；设计[中图分类号】U469．72*2[文献

2、标志码]A[文章编号]1673—3142(2013)12—0050—03DesignandVerificationofConstantVelocityUniversalJointDriveShaftofElectricVehiclePanZhengdong(TechnicalCenterofAnhuiJianghuaiAutomobileCo．，Ltd．，HefeiCity，AnhuiProvince230022，China)[Abstract]Thedesignofelectricvehicleconsta

3、ntvelocityuniversaljointdriveshaftisexpoundedfromtheaspectsofdriveshaft7Scriticalspeed，strength，andtorsionalstiffness．Atthesametime，thetestmethodoftheelectricvehicleconstantvelocityuniversaldriveshaftisputforwardbesidesthetestofdriveshaftforconventionalvehi

4、cle．[Keywords]electricvehicle；driveshaft；design0引言轿车等速万向节驱动轴总成的结构设计是一个很复杂的设计程序，是根据车型和整车的布置需要进行的方案及结构类型选择。一旦方案确定后．再根据整车及悬架等有关结构参数确定其结构尺寸．然后根据悬挂运动学原理确定驱动轴及万向节的长度尺寸及内、外节的转角和伸缩行程，还要进行内部结构、尺寸和强度等的设计计算r11。特别对于电动轿车来说，起步时扭矩响应速度快，驱动轴设计时必须克服扭矩响应速度快带来的影响。设计状态下的驱动轴参数不一

5、定能够满足极限状态下车辆的使用，此问题必须在车辆量产前处理完毕，因此必须提出一种好的试验方法，能够将车辆的极限状态进行实车模拟，确认驱动轴的参数是否能够匹配整车。1电动车等速万向节驱动轴设计如图1所示．当驱动电机的动力传到减速器和差速器后，平均分配给两侧半轴，然后再经等速万向节和前轮毂带动前轮，进而完成驱动和转向的功能。收稿13期：2013-09—04修回13期：2013-09—13图1电动轿车前转向驱动桥结构图Fig．1Frontsteeringdriveaxlestructureofelectriccar

6、1．1等速万向节结构类型的选择当轿车在不平路面上行驶而车轮受到冲击时．就可以借助可轴向伸缩的万向节来吸收冲击能量，从而缓和传到机体上的冲击，以保证两前轮始终同时着陆，具有一定的缓冲作用【2]。一般前桥内侧的可轴向伸缩的万向节有交叉滚道式、三销球式和双偏置式等几种万向节，极限转角可达22。，伸缩量可达±20mm。此外还有AAR型，此万向节极限转角可达26。，伸缩量可达±20mm。由于前桥还要担负转向的任务，转向时，前轮要绕着转向节转动一个角度，在这种情况下，外侧的前轮由等速万向节可以保证前桥的半轴和差速器之间等

7、角速传递动力㈦。这时，一般选用最常见的球笼式万向节，其极限转角可达45。。1．2等速万向节驱动轴临界转速的计算当驱动轴的转速接近它的弯曲自然振动频率时。即出现共振现象，其挠度急剧增加，致使驱动第51卷第12期潘正东：电动轿车等速万向节驱动轴设计与验证5l轴折断，这个转速即为驱动轴的临界转速。因此。在设计时应考虑驱动轴的最大工作转速必须低于临界转速。等速万向节驱动轴总成可以简化为两端自由支承的等断面的简支梁，其临界转速m可按下式计算：no=1．2x108等(1)L式中：￡——驱动轴长，取两万向节之中心距，取左右

8、驱动轴较长的一只。mill；D——驱动轴最小轴径，mm。安全系数：K=n。／n一>i[K]=1．5式中：‰广驱动轴最高车速时转速；[K]——许用安全系数，取1．2～2．0，一般取1．5。／／，rmx=他。√iG式中：n，一——驱动电机的额定最大转速，r／min；ic．一减速器的速比。1，3等速万向节驱动轴强度的确定等速万向节驱动轴总成．除承受图纸要求的一定量值的轴向滑移力外，主要是承受扭转力矩。其转