传动轴是汽车传动系的重要总成之一。根据整车布置的要求不同,用于离合器与变速器、变速器与分动箱、变速器与中后桥之间传递动力。其设计应满足相连两轴夹角及相对位置不断变化且可靠而稳定的传递动力。根据使用部位不同,布置角度一般会在0°~30°之间变化。十字轴式万向节传动轴是常用的传动轴结构之一,具有结构简单、传动效率高、使用寿命长、制造方便和维修容易等特点,多用于商用车。十字轴式万向节传动轴由于其结构特点,传动轴布置导致的万向节夹角会产生附加载荷,对整车的振动噪音产生影响,并对相连接的总成如变速箱、车桥等的设计产生影响。文章主要针对十字轴式万向节传动轴在不同的布置角度产生的径向力以及剩余动平衡量产生的径向力进行分析和研究。 所示的椭圆形运动轨迹；当主动轴转过角位移φ1，从动轴会相应的转角位移φ2；由图1b、c可知：tanφ1=AC/OAtanφ2=AB/OAtanφ2/tanφ1=AB/ACtanφ2=tanφ1*cosα（1）式（1）对时间求导，得到主、从动轴的角速度变化关系：ω2/ω1=cosα/(1-sin2αcos2φ1）（2）因此，当主动轴以等角速度转动时，从动轴角速度以余玄波型式每转发生2次变化，此即十字轴式万向节传动轴的不等速性。汽车传动轴-数控切管机张家港液压弯管机折弯机全自动钢管弯管机图1万向节运动分析简图2十字轴万向节传动轴的转矩和弯矩方程具有夹角α的十字轴式万向节传动轴总成，假设支承是刚性的，在不考虑机械效率损失的情况下，

公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com主动轴和从动轴传动功率相等，主动轴的转矩T1和从动轴的转矩T2与各自的角速度，有以下关系：T1*ω1=T2*ω2（3）将式（3）代入式（2）得到从动轴与主动轴的转矩关系：T2=T1*(1-sin2αcos2φ1）/cosα（4）由于主、从动轴间夹角α的存在，主动轴转矩T1和从动轴转矩T2是作用在不同平面上的，所以，在各自的工作平面内，还有附加弯矩T1'和T2'；T2'垂直于轴管轴线方向（见图2）。图2附加弯矩分析简图T2’=T2*tanα=T1*sinα（5）3传动轴径向力分析3.1剩余不平衡量产生的径向力传动轴在设计过程中，一般是相对旋转轴线对称的，但是在生产和装配过程中，由于工艺能力的因素，会产生回转中心和质心不重合，就会产生不平衡量，这种不平衡量通常称作初始不平衡量。动平衡就是按规定的平衡品质级别纠正和控制剩余不平衡量的过程。大多数情况下传动轴的许用不平衡量140gcm，在传动轴工作转速2500rpm时，产生的径向力为96N；同样的工作转速下，许用不平衡量越大，径向力越大，许用不平衡量达到280gcm，产生的径向力也增加1倍，达到192N；一般认为，传动轴的动平衡效果差，是造成整车的抖动、异响的主要原因之一。通过分析，我们发现，传动轴动平衡效果差造成的整车抖动、异响，其根本原因是由于传动轴不平衡量在传动轴工作过程中产生的径向力。图3附加弯矩产生的支承径向力T2’=F*L=T1*sinαF=T1*sinα/L表2传动轴不同布置角度、不同工作扭矩的情况下产生的径向力，L=1m从表2也可以发现，传动轴在工作过程中存在夹角α时，同样也会产生径向力，这也是十字轴式万向节传动轴的结构特点决定的。在常用布置角度3°的时候，径向力明显大于许用不平衡量，因此在分析由传动轴诱发的整车抖动异响时，传动轴在布置设计和使用过程中产生的输入、输出轴夹角的变化，也可以作为可能的原因进行分析，这恰恰是我们在分析传动轴故障时较少考虑的因素。径向力的存在，不仅仅会影响整车的抖动异响，会造成万向节的早期磨损、烧蚀故障；中间支承总成的轴承故障。4结论结合某重型卡车传动轴的分析，对不同工作转速、布置角度和工作扭矩下产生的径向力进行了分析对比，得出以下结论：（1）传动轴不平衡引起的抖动异响的根本原因是因为传动轴不平衡量在传动轴工作时产生的径向力；（2）相对于动平衡后的剩余不平衡量产生的径向力，布置角度增大产生汽车传动轴-数控切管机张家港液压弯管机折弯机全自动钢管弯管机 公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com