[发明专利]连接万向节的连接轴及设计方法和采用该轴的底盘及汽车

说明书

技术领域

本发明涉及汽车传动技术，尤其涉及一种汽车驱动半轴中用于连接两个万向节比如固定节和移动节或者移动节和移动节的连接轴长度的确定方法以及检测方法以及通过该方法得到的连接轴以及采用这种连接轴的底盘和汽车。

背景技术

传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。举个例子，对于前置后驱的汽车，发动机发出的转矩依次经过离合器、变速箱、万向节、传动轴、主减速器、差速器、驱动半轴传给后车轮，所以后轮又称为驱动轮。驱动轮得到转矩便给地面一个向后的作用力，并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力，这个反作用力就是汽车的驱动力。汽车的前轮与传动系一般没有动力上的直接联系，因此称为从动轮。传动系统的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。

驱动半轴是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴或空心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全浮式和半浮式两种。全浮式半轴只传递转矩，不承受任何反力和弯矩，因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装，只需拧下半轴突缘上的螺栓即可抽出半轴，而车轮与桥壳照样能支持汽车，从而给汽车维护带来方便。半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它的支承结构简单、成本低，因而被广泛用于反力弯矩较小的各类轿车上。但这种半轴支承拆取麻烦，且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险。

驱动半轴在主减速器和车轮轮毂之间连接并传递扭矩，轮毂端一般使用固定节，即不可轴向移动，驱动半轴移动节可以轴向移动，用来补偿由于连接件的运动而引起的驱动半轴长度变化，但驱动半轴移动节既不能脱落也不能顶死以满足整车各种使用工况。

由于驱动半轴中用于连接两个万向节比如固定节和移动节或者移动节和移动节的连接轴长度与整车相匹配的设计方法涉及悬架、驱动半轴总成、动力总成悬置等设计，以及涉及整车动力总成或主减速器的布置等领域，其复杂度高，实现难度大。因此，业界并没有较好的方法来设计驱动半轴中用于连接两个万向节的连接轴的长度。

此外，目前的测试手段无法测量出车辆极限工况下的驱动半轴中用于连接两个万向节的连接轴长度，导致该连接轴长度或偏长或偏短，如果该连接轴长度过长，则在某些极限工况下移动节就会顶死，如果该连接轴长度过短，则在极限工况下移动节就会脱落，使车辆无法运行或发生事故。

因此，存在一种这样的需求，即提供一种设计驱动半轴中用于连接两个万向节比如固定节和移动节或者移动节和移动节的连接轴的方法，该方法能够使得该连接轴具有最佳的长度来满足各种不同的工况。

发明内容

本发明的目标是提供一种测试驱动半轴中用于连接两个万向节的连接轴长度是否合理的方法，包括以下步骤：

根据所述驱动半轴建立驱动半轴运动的动力学模型；

根据所述动力学模型确定所述驱动半轴的移动节在各个工况下的位移-摆角曲线；

如果所述位移-摆角曲线超出移动节的边界曲线的左侧，则表示所述连接轴长度过短；

如果所述位移-摆角曲线超出移动节的边界曲线的右侧，则表示所述连接轴长度过长；

如果所述位移-摆角曲线没有超出移动节的边界，则表示所述连接轴长度合理。

在上述方法中，所述边界曲线由所述移动节本身特性确定。

在上述方法中，所述位移-摆角曲线的确定与动力总成的摆动位移、装配误差和悬架的偏差有关。

在上述方法中，所述连接轴为实心轴或者空心轴。

在上述方法中，所述两个万向节为固定节和移动节，或者为移动节和移动节

本发明的另一目标是提供一种确定测试驱动半轴中用于连接两个万向节的连接轴的长度的方法，包括以下步骤：

a)初定连接轴长度；

b)根据所述驱动半轴建立驱动半轴运动的动力学模型；

c)基于连接轴长度根据所述动力学模型确定移动节的位移-摆角曲线；

d)如果所述位移-摆角曲线超出移动节的边界曲线的左侧，则减少所述连接轴长度，并重复步骤c)；

e)如果所述位移-摆角曲线超出移动节的边界曲线的右侧，则增加所述连接轴长度，并重复步骤c)；

f)如果所述位移-摆角曲线没有超出移动节的边界，则结束本方法。

在上述方法中，所述边界曲线由所述移动节本身特性确定。