一种汽车等速驱动轴的制作方法
【专利摘要】一种汽车等速驱动轴，包括左半轴和右半轴，其中左半轴左端通过左半轴固定节与左侧车轮装配，左半轴右端通过左半轴移动节与动力传动装置中差速器的左侧半轴齿轮装配，右半轴左端通过右半轴移动节与动力传动装置中差速器的右侧半轴齿轮装配，右半轴右端通过右半轴固定节与右侧车轮装配，所述右半轴为空心轴管结构，所述左半轴为实心杆轴结构,右半轴空心轴管长度为X，左半轴实心杆轴长度为Y，X＞Y,右半轴扭转刚度为K右，左半轴扭转刚度为K左，K右=K左。本发明不仅解决了因左右半轴扭转角不一致引起的整车动载荷加速行驶时跑偏问题，而且消除了发动机不同转速工况引起的共振现象，改善了车辆的NVH性能和经济性能。
【专利说明】一种汽车等速驱动轴
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车传动系统驱动轴，尤其是一种汽车等速驱动轴，属于汽车传动轴【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着人们对汽车行驶可靠性及NVH性能要求的提高，汽车底盘各零部件设计水平不断提升，驱动轴作为传动系统重要组成部件，不仅在动力传递过程中起着举足轻重的作用，而且其对车辆NVH性能的影响也不可忽视。
[0003]如附图1所示，现有技术中针对前置前驱车辆和SUV车辆，由于其发动机的布置偏向车体左侧，动力传动装置3的中心轴线I与车体中心轴线II不重合，因此需将驱动轴右半轴I设计得较长，并将其轴杆设计为带有一个外置减振圈的实心结构(或者带有一个内置减振圈的空心结构)，以提升驱动轴模态(固有频率)；但是因上述驱动轴的左半轴2与右半轴I存在轴杆长度不一致问题，而左、右半轴轴杆直径相同，当车辆在动载荷工况运行时，左、右半轴两端的扭转角度不同，因轴杆扭转角度Φ是随轴杆长度L的加大递增的(如附图2所示)，所以，车辆右侧车轮转角会大于左侧车轮转角，这样造成了整车加速行驶跑偏现象；同时由于现有技术中右半轴I较长，其轴杆大多为实心结构，不仅抗扭转刚度低，而且重量较大，燃油经济性差；另外现有技术中的内置或外置减振圈结构只能消除发动机某一转速下引起的弯曲振动，无法解决发动机不同转速工况(宽频段内)引起的共振问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种既能解决因左右半轴扭转角不一致引起的整车动载荷行驶时跑偏问题，又能消除发动机不同转速(宽频段内)引起的共振现象、提升车辆NVH性能的汽车等速驱动轴。
[0005]本发明所述问题是以下述技术方案实现的:
一种汽车等速驱动轴，包括左半轴和右半轴，其中左半轴左端通过左半轴固定节与左侧车轮装配，左半轴右端通过左半轴移动节与动力传动装置中差速器的左侧半轴齿轮装配，右半轴左端通过右半轴移动节与动力传动装置中差速器的右侧半轴齿轮装配，右半轴右端通过右半轴固定节与右侧车轮装配，所述右半轴为空心轴管结构，所述左半轴为实心杆轴结构，右半轴空心轴管的长度为X，左半轴实心杆轴的长度为Y，x> Y，右半轴扭转刚度为K右，左半轴扭转刚度为K左，K右=K左。
[0006]上述汽车等速驱动轴，所述右半轴空心轴管内部设置两个不同固有频率的减振圈，在右半轴空心轴管的内侧壁上还设置降噪介质覆层。
[0007]上述汽车等速驱动轴，所述减振圈包括外骨架、橡胶体和质量块，所述橡胶体硫化固定在外骨架上，橡胶体由位于外骨架内、外侧的两部分组成，其中外骨架内侧部分沿周向间隔布置，所述质量块为圆柱体结构，套装在外骨架的内侧，其外圆柱面与外骨架内侧部分橡胶体连接。
[0008]上述汽车等速驱动轴，所述减振圈通过对质量块的重量及橡胶体的刚度选择控制减振圈的固有频率。
[0009]上述汽车等速驱动轴，所述右半轴空心轴管长度X=650mm，外径A=36 mm，内径B=30mm，抗扭转刚度K右=161 N.m/° ,所述左半轴实心杆轴长度Y=398mm,轴杆直径为C=26mm,抗扭转刚度K左=161 N.m/°。
[0010]本发明将右半轴设计为空心轴管结构，并在空心轴管内部设置两个不同频率的减振圈，根据减振圈固有频率fd计算公式:
?,,4 ^ (kd表示橡胶的径向刚度，md减振圈质量块的重量)，可通过调整减振圈质量块
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重量和橡胶体刚度改变减振圈的固有频率，使其中一个减振圈固有频率为共振频率区间波峰对应值，另一个减振圈固有频率为增加一个减振圈后共振频段对应值，以此实现右半轴固有频率的改变，最终实现消除共振区间内各波峰；本发明在右半轴空心轴管内壁上增加降噪介质覆层，用于吸收振动噪声，进一步改善了车辆的NVH性能；本发明将左半轴设计为实心轴杆结构，且使左半轴轴杆长度Y小于右半轴轴管长度X，可通过计算确定左半轴轴杆直径C，右半轴轴管外径A、内径B等参数值，使左、右半轴刚度相等，消除左、右半轴在动载荷工况下扭转角度不同引起的跑偏问题；本发明右半轴设计为空心轴管结构，其有益效果还体现在:降低了整车重量，提升了车辆燃油经济性。总之，本发明不仅解决了因左右半轴扭转角不一致引起的整车动载荷加速行驶时跑偏问题，而且消除了发动机不同转速(宽频段内)引起的共振现象，改善了车辆的NVH性能和经济性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0012]图1是前置前驱车辆和SUV车辆驱动轴布置示意图；
图2是在动载荷工况下驱动轴扭转角示意图；
图3是本发明结构示意图；
图4是右半轴结构示意图；
图5是减振圈剖面结构示意图；
图6是图5中A-A剖面结构示意图；
图7是左半轴结构示意图；
图8是现有技术中驱动轴振动|旲态(振动频率与振幅对应关系)意图；
图9是本发明具体实施例的驱动轴振动模态(振动频率与振幅对应关系)示意图。
[0013]图中各标号清单为:1、右半轴，1-1、右半轴空心轴管，1-2、右半轴移动节，1-3、右半轴固定节，1-4、减振圈，1-4-1、质量块，1-4-2、橡胶体，1-4-3、外骨架，1_5、降噪介质覆层，2、左半轴，2-1、左半轴实心轴杆，2-2、左半轴移动节，2-3、左半轴固定节，3、动力传动装置，4、右侧车轮，5、左侧车轮。
【具体实施方式】
[0014]参看图3、图4、图7，本发明包括左半轴2和右半轴1，其中左半轴左端通过左半轴固定节1-3与左侧车轮5装配，左半轴右端通过左半轴移动节1-2与动力传动装置3中差速器的左侧半轴齿轮装配，右半轴左端通过右半轴移动节1-2与动力传动装置3中差速器的右侧半轴齿轮装配，右半轴右端通过右半轴固定节1-3与右侧车轮4装配,所述右半轴I为空心轴管结构，所述左半轴为实心杆轴结构，右半轴空心轴管1-1长度为X，左半轴实心杆轴2-1长度为Y，X > Y，右半轴扭转刚度为K右，左半轴扭转刚度为K左，K右=K左。
[0015]参看图4、图5、图6,本发明的右半轴空心轴管1-1内部设置两个不同固有频率的减振圈1-4，在右半轴空心轴管1-1的内侧壁上还设置降噪介质覆层1-5 ;所述减振圈1-4包括外骨架1-4-3、橡胶体1-4-2和质量块1-4-1，所述橡胶体1_4_2硫化固定在外骨架1-4-3上，橡胶体1-4-2由位于外骨架内、外侧的两部分组成，其中外骨架内侧部分沿周向间隔布置，所述质量块1-4-1为圆柱体结构，套装在外骨架1-4-3的内侧，其外圆柱面与外骨架内侧部分橡胶体连接；所述减振圈1-4通过对质量块1-4-1的重量及橡胶体1-4-2的刚度选择控制减振圈的固有频率。
[0016]参看图3、图4、图7，本发明的一个具体实施例为:右半轴空心轴管1-1长度X=650mm,外径A=36 mm,内径B=30 mm,左半轴实心杆轴2-1长度Y=398mm,轴杆直径为C=26mm ；根据轴杆或轴管(包括实心轴杆和空心轴管)扭转刚度计算公式:Kt= GIp和扭转角计算公式:氣，(式子中G为材料的切变弹性模量(取80GPa)，Ip为轴圆截面的极惯性矩,广餐卜(銷 ，T为驱动轴设计扭矩，I为半轴长度)，校核计算出右半轴空心轴管1-1的扭转刚度K右=161 N.m/°，左半轴实心杆轴2_1的扭转刚度K左=161N.m/°，1(右=K左，右半轴空心轴管1-1的扭转角Φ右与左半轴实心杆轴2-1的扭转角Φ左相等，即Φ右=Φ左，因此消除左、右半轴在动载荷(扭矩为Μ)工况下扭转角度不同引起的跑偏问题。
[0017]参看图8、图9，本发明通过在右半轴空心轴管1-1内部设置固有频率不同的两个减振圈1-4及在右半轴空心轴管1-1的内侧壁上设置降噪介质覆层1-5，使驱动轴振动模态发生变化，驱动轴发生共振的振幅由Hl衰减为Η2，消除了发动机某宽频段内引起的共振、轰鸣声，改善了车辆的NVH性能。
【权利要求】
1.一种汽车等速驱动轴，包括左半轴(2)和右半轴(I )，其中左半轴左端通过左半轴固定节(1-3)与左侧车轮(5)装配，左半轴右端通过左半轴移动节(1-2)与动力传动装置(3)中差速器的左侧半轴齿轮装配，右半轴左端通过右半轴移动节(1-2)与动力传动装置(3)中差速器的右侧半轴齿轮装配，右半轴右端通过右半轴固定节(1-3)与右侧车轮(4)装配，其特征是，所述右半轴(I)为空心轴管结构，所述左半轴为实心杆轴结构，右半轴空心轴管(1-1)长度为X，左半轴实心杆轴(2-1)长度为Y，X > Y，右半轴扭转刚度为K右，左半轴扭转刚度为K左，K右=K左。
2.根据权利要求1所述的一种汽车等速驱动轴，其特征是，所述右半轴空心轴管(1-1)内部设置两个不同固有频率的减振圈(1-4),在右半轴空心轴管(1-1)的内侧壁上还设置降噪介质覆层(1-5)。
3.根据权利要求2所述的一种汽车等速驱动轴，其特征是，所述减振圈(1-4)包括外骨架(1-4-3)、橡胶体(1-4-2)和质量块(1-4-1)，所述橡胶体(1-4-2)硫化固定在外骨架(1-4-3)上，橡胶体(1-4-2)由位于外骨架内、外侧的两部分组成，其中外骨架内侧部分沿周向间隔布置，所述质量块(1-4-1)为圆柱体结构，套装在外骨架(1-4-3)的内侧，其外圆柱面与外骨架内侧部分橡胶体连接。
4.根据权利要求3所述的一种汽车等速驱动轴，其特征是，所述减振圈(1-4)通过对质量块(1-4-1)的重量及橡胶体(1-4-2)的刚度选择控制减振圈的固有频率。
5.根据权利要求4所述的一种汽车等速驱动轴，其特征是，所述右半轴空心轴管(1-1)长度X=650mm,外径A=36 mm,内径B=30 mm,抗扭转刚度K右=161 N.m/° ,所述左半轴实心杆轴(2-1)长度Y=398mm，轴杆直径为C=26mm，抗扭转刚度K左=161 N.m/°。
【文档编号】F16D3/22GK104179811SQ201410435113
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月30日 优先权日:2014年8月30日
【发明者】王庚川, 于春博, 杜阿雷, 许超楠, 张慧波, 张旭东, 马勇 申请人:长城汽车股份有限公司