[发明专利]一种三球销-球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法

说明书

本发明公开了一种三球销‑球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法，包括步骤：1)、建立某型号三球销‑球笼式等速驱动轴的等尺寸三维模型；2)、在ADAMS中为此三维模型添加约束，选取接触模型，建立三球销‑球笼式等速驱动轴的动力学模型；3)、通过模型中准等速特性表现和球环中心的运动规律表现验证模型的有效性；4)、依次改变各接触参数的大小，记录动力学模型轴向派生力输出值；5)、基于该轴向派生力试验数据，采用响应面法对接触参数进行优化；6)、对于接触参数优化后的模型，改变与工况相关的输入参数，通过仿真计算得到相应的轴向派生力结果。本发明对于研究驱动轴的NVH性能指标和指导驱动轴正向设计有着重要的作用。

技术领域

本发明涉及一种三球销-球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法。

背景技术

等速万向节驱动轴用于在汽车变速箱和车轮之间传递扭矩和转速。驱动轴通常由以下三个部件组成：移动端的移动式等速万向节、固定端的固定式等速万向节以及芯轴。移动式等速万向节用于变速箱端，其允许轴向滑移的特性可吸收发动机产生的轴向激振；固定式等速万向节用于车轮端，其允许较大的轴倾角的特性可适应车轮转向的需求。在工程实际中，技术最成熟，应用最广泛的万向节配置方案是移动端采用三球销式等速万向节，固定端采用球笼式等速万向节的形式。国内外普遍将三球销式万向节运用在汽车的前后驱动轴上，三球销式等速万向节由三柱槽壳、球环、滚针、滚针挡圈和三销架组成。三球销式万向节由三柱槽壳、球环、三销架和销轴组成，有如下的特性和功能：(1)当三柱槽壳转动时，通过球环、滚针、三销架和驱动轴，将发动机的转矩传递给车轮；(2)三销架所在的平面能够相对三柱槽壳的轴线倾斜，即三柱槽壳与驱动轴可以在一定夹角下传动。由于球环受槽壳的约束，在三柱槽壳转动的过程中，销轴的长度会有增减变化；(3)球环可以沿着三柱槽壳的滑槽滑进和滑出，当车轮上下跳动时，驱动轴相对长度的变化可以得到补偿。当三销架轴线相对于三柱槽壳中心线存在轴倾角时，三销架中心与三柱槽壳中心会产生偏移，导致了三销节的准等速性。

当车轮上下跳动和驱动轴旋转时，驱动轴系统会在传动轴方向产生轴向派生力。当汽车起步、加速或换挡时，由于传动系统转矩的突变，此轴向派生力会使汽车产生沿传动轴方向的抖动。随着电动汽车(电机的驱动力矩大，且瞬间可以达到转矩的最大值)、大扭矩发动机的广泛使用，由于驱动轴系统引起的汽车的NVH问题越来越突出。而随着汽车技术的不断发展，作为汽车乘坐舒适性的重要评价指标，NVH性能在汽车的研发生产中的重要性也不断提生。

目前未见有针对汽车驱动轴的型号对应结构参数在具体工况下轴向派生力的计算方法，因此，基于驱动轴的结构参数和输入条件的轴向派生力的计算方法，对于研究驱动轴的NVH性能指标和指导驱动轴正向设计有着重要的作用。

发明内容

本发明涉及一种基于驱动轴的结构参数和输入条件的轴向派生力的计算方法，目的在于基于具体型号驱动轴的结构参数和其轴向派生力在某一工况下的试验数据，提供了一种预测其在不同工况下轴向派生力表现的方法。本发明建立了三球销-球笼式等速驱动轴的动力学模型，通过模型中偏心特性和球环中心的运动规律验证模型的有效性，基于该型号驱动在某一工况下的轴向派生力试验数据定义模型中接触参数，可通过改变输入工况参数计算不同工况下轴向派生力的大小，对驱动轴的正向设计有一定指导作用。

本发明通过如下技术方案实现：

一种三球销-球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法，包括步骤如下：

1)、建立某型号三球销-球笼式等速驱动轴的等尺寸三维模型；

2)、在ADAMS中为所述等尺寸三维模型添加约束、选取接触模型、建立三球销-球笼式等速驱动轴的动力学模型；

3)、通过模型中准等速特性表现和球环中心的运动规律表现验证模型的有效性；

4)、在推荐值范围内，依次改变各接触参数的大小，记录动力学模型轴向派生力输出值；