傳動軸的改制設計研究

周志紅

（中聯重科股份有限公司，湖南長沙410013）

傳動軸的改制設計研究

周志紅

（中聯重科股份有限公司，湖南長沙410013）

隨著工程機械車輛迅速發展，對通用底盤改制需求也與日劇增，以BENZ3341混凝土泵車為例，分析了傳動軸改制設計要素，對傳動軸的設計或維修有一定的指導作用。

混凝土泵車；傳動軸；改制；臨界轉速

隨著現代社會經濟、高速公路網的高速發展，帶動了汽車工業的蓬勃發展。其中工程機械車輛市場尤為突出，導致對通用底盤改制要求日益增多，而傳動軸系統改制成為底盤改制的質量控制重點；同時結合目前綠色制造、再制造行業的興起，整機供應商均會在原裝軸上進行改制，以達到節約資源、減少浪費、保護環境的作用。文中以BENZ3341混凝土泵車為例，討論底盤傳動軸改制注意要素。

1　傳動軸改制

目前混凝土泵車行業中，泵送作業狀態與行駛狀態的切換均采用通用底盤斷軸取力的方式來進行，通過增加分動箱的形式實現，如圖1所示。混凝土泵車生產制造過程中需對底盤原傳動軸系統進行改制，以滿足整機性能需求。

圖1　傳動系統改制前、后示意圖

1.1傳動軸改制的一般要求

由于泵車底盤采用斷軸取力的方式，則傳動軸改制均在原裝軸上進行：通過縮短或加長傳動軸長度，使其滿足設計要求。結合圖1所示，改裝工藝步驟如下：

（1）先將原裝底盤傳動軸A、傳動軸B和傳動軸C拆下，并保存完整；

（2）再對傳動軸A與變速箱聯接法蘭部分予以保留，另一端通過縮短或加長軸管方式改裝，同時更換法蘭盤使之與分動箱法蘭相匹配；

（3）然后對傳動軸C重復步驟（2）動作；

（4）對改制傳動軸A、改制傳動軸C進行動平衡測試，測試結果應滿足標準要求；

（5）最后將先將變速箱、改制傳動軸A與分動箱螺栓聯接好后，再聯接改制傳動軸C與驅動橋苞，并將螺栓緊固扭力值按設計要求扭緊。

傳動系統改制完成后，為防止傳動系統產生異響與劇烈振動、甚至傳動軸斷裂等缺陷，則在滿足QC/T 29082-92《汽車傳動軸總成技術條件》標準所要求的傳動軸動平衡、強度的前提下，改制過程中還須注意合理布置傳動系統：

1）通過調整分動空間位置，使傳動軸兩端的萬向節轉角相等，且轉角不宜超過6°；

2）采用與原裝底盤傳動軸的一致材料及同規格管軸尺寸；

3）合理選擇傳動軸的有效長度。

1.2改制傳動軸的有效長度

實際傳動軸改制設計過程中，上述（1）、（2）點均容易達成，關于（3）點，傳動軸的有效長度選取不當則會造成傳動軸轉速接近或超臨界轉速時，傳動軸變形將迅速增大，產生劇烈振動和異響，甚至傳動軸斷裂、脫落，造成事故［1］。重型工程機械車輛行駛在長下坡路段，空檔滑行時此事故較為常見，主要是傳動軸的長度不宜及過高的轉速兩因素造成。現通過BENZ3341底盤參數，來說明傳動軸的臨界轉速與傳動軸的有效長度的關系：

已知BENZ3341底盤參數為：發動機工作最高轉速Nmax=2 500 rpm，變速箱8檔加速檔傳動比i=0.69，傳動軸的臨界轉速V=kNmax/i［2］，傳動軸軸管和內外徑d=130 mm、D=140 mm，則傳動軸的有效長度L（mm）計算如下：

式中傳動軸的有效長度L為兩端萬向節中心距，安全系數k：1.2～2，上式中取1.3.

將已知參數代入公式（2），得L=2 206 mm，通過結果，即傳動軸改制設計中應滿足：（1）傳動軸有效長度L≤2 206 mm；（2）同時傳動軸有效長度滿足最小工藝制作要求。

以上校驗結果滿足BENZ底盤改裝手冊要求：傳動軸改制長度宜控制在L≤2 000 mm；實際改制中，傳動軸有效長度兼顧公式（2）與底盤廠家改制長度要求，經市場驗證滿足產品性能要求。

2　結束語

在泵車底盤傳動軸改制設計工作中，通過公式（2）對改制傳動軸長度的驗算并經批量生產實踐驗證，此方案很好的滿足了整機需求，有效避免了因改制不當造成傳動軸斷裂、脫落而導致事故的現象，取得良好的經濟效益。

［1］喻鎮濤，熊燕.傳動軸臨界轉速測試方法探討［J］.汽車科技，2009，（6）：72-73.

［2］王望予.汽車設計［M］.北京：機械工業出版社，2000.

Design Reseach on Strypped-Down of the Drive Shaft

ZHOU Zhi-hong
（Zoomlion Heavy Industry Science&Technology Co.，Ltd.，Changsha Hunan 410013，China）

With the high developement of the engineering machinery vehicle，the damands on strypped-down of currency chassis are growing progressively.Combining with the concrete pump truck of actros 3341，we analyse some design elements for strypped-down of the drive shaft，and these elements will be used to designing of the drive or shaft the drive shaftmaintenance.

concrete pump truck；drive shaft；strypped-down；critical speed

TH132

A

1672-545X（2016）05-0249-02

2016-02-26

周志紅（1978-），男，湖南岳陽人，工程師，研究生，主要研究方向為混凝土泵車設計。