[发明专利]一种汽车传动轴结构

说明书

本发明涉及一种汽车传动轴结构，包括轴头、壳体、轴叉、第一轴瓦及第二轴瓦；轴头的一端插入壳体的一端并通过第一轴瓦固定连接；轴叉的一端插入壳体的另一端并通过第二轴瓦固定连接。本技术方案通过将壳体设置为FRP增强塑料，降低传动轴的重量，节能减耗，降低传动轴的剩余不平衡量，且传动轴固定牢靠。

技术领域

本发明属于汽车传动技术领域，特别是指一种汽车传动轴结构。

背景技术

传动轴总成由万向节和传动轴组成，有时还加装中间支承。它主要用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

传动轴总成设计应满足如下基本要求：

1)保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。

2)保证所连接两轴尽可能等速运转。由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。

3)传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。

传动轴总成在汽车上应用比较广泛。在发动机前置后轮或全轮驱动的汽车上，由于弹性悬架的变形，变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴的轴线相对位置经常变化，所以普遍采用十字轴传动轴总成。在转向驱动桥中，内、外半轴之间的夹角随行驶需要而变，这时多采用等速传动轴总成。当后驱动桥为独立悬架时，也必须采用传动轴总成。

万向节按扭转方向是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力的，可分成不等速万向节(如十字轴式)、准等速万向节(如双联式、凸块式、三销轴式等)和等速万向节(如球叉式、球笼式等)。挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。

不等速万向节是指万向节连接的两个传动轴的夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度比为1的万向节。准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。

现在每个汽车厂家都在进行汽车轻量化，每个零部件都要进行轻量化设计。使用纤维增强塑料(FRP)来替代金属材料，不仅可大幅减小零部件的质量，而且还可抑制振动和噪音，同时，提升燃油经济性，降低二氧化碳排放量。

现有技术的汽车从变速器到驱动桥都采用传动轴总成连接，传动轴总成有一节或多节传动轴，多节传动轴通过不等速万向节连接在一起。如图1所示为现有技术传动轴总成，包括十字轴01，十字轴支架02、传动轴支承03、传动轴04、现有轴头041、现有壳体042、平衡块043及轴叉044构成一个不等速万向节。

传动轴支承内有轴承，轴承内圈套在端轴上，传动轴绕轴承轴线旋转，传动轴支承通过腰形孔固定在车身上。

十字轴的四个端部都有滚针轴承，轴头和轴叉都可各自绕其与十字轴安装的轴线旋转。

传动轴在传递动力时，主要受到扭转力作用，直径越大扭转应力越小，所以传动轴的轴头和轴叉直径采用很长的圆柱形金属壳体，并将轴头、轴叉和壳体焊接在一起。

由于传动轴的弯曲、重量不平衡、前后安装部的中心错位等原因，当传动轴旋转时产生弯曲振动，随着速度的上升，振动随之增大，当传动轴的速度接近其弯曲固有振动频率时，就出现共振现象，以致振幅急剧增大而引起传动轴折断，此时速度是传动轴的危险转速。传动轴的危险转速取决于传动轴的尺寸、结构和支承情况。在传动轴上增加一个质量块减振器，可以改变危险转速的大小，从而使危险转速避开工作转速，如在壳体上焊接一个平衡块，拉开危险转速和工作转速，减小振动和噪声。

现有技术的传动轴总成中，传动轴壳体为很长的圆柱形金属壳体，加工精度要求比较高，重量大；要求不同尺寸的平衡块，还要焊接在壳体上，焊接应力影响壳体扭转强度。