傳動(dòng)軸的改制設(shè)計(jì)研究

周志紅

（中聯(lián)重科股份有限公司，湖南長(zhǎng)沙410013）

傳動(dòng)軸的改制設(shè)計(jì)研究

周志紅

（中聯(lián)重科股份有限公司，湖南長(zhǎng)沙410013）

隨著工程機(jī)械車輛迅速發(fā)展，對(duì)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(dòng)軸改制設(shè)計(jì)要素，對(duì)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)或維修有一定的指導(dǎo)作用。

混凝土泵車；傳動(dòng)軸；改制；臨界轉(zhuǎn)速

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)、高速公路網(wǎng)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展。其中工程機(jī)械車輛市場(chǎng)尤為突出，導(dǎo)致對(duì)通用底盤改制要求日益增多，而傳動(dòng)軸系統(tǒng)改制成為底盤改制的質(zhì)量控制重點(diǎn)；同時(shí)結(jié)合目前綠色制造、再制造行業(yè)的興起，整機(jī)供應(yīng)商均會(huì)在原裝軸上進(jìn)行改制，以達(dá)到節(jié)約資源、減少浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境的作用。文中以BENZ3341混凝土泵車為例，討論底盤傳動(dòng)軸改制注意要素。

1　傳動(dòng)軸改制

目前混凝土泵車行業(yè)中，泵送作業(yè)狀態(tài)與行駛狀態(tài)的切換均采用通用底盤斷軸取力的方式來(lái)進(jìn)行，通過(guò)增加分動(dòng)箱的形式實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。混凝土泵車生產(chǎn)制造過(guò)程中需對(duì)底盤原傳動(dòng)軸系統(tǒng)進(jìn)行改制，以滿足整機(jī)性能需求。

圖1　傳動(dòng)系統(tǒng)改制前、后示意圖

1.1傳動(dòng)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(dòng)軸改制均在原裝軸上進(jìn)行：通過(guò)縮短或加長(zhǎng)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，使其滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合圖1所示，改裝工藝步驟如下：

（1）先將原裝底盤傳動(dòng)軸A、傳動(dòng)軸B和傳動(dòng)軸C拆下，并保存完整；

（2）再對(duì)傳動(dòng)軸A與變速箱聯(lián)接法蘭部分予以保留，另一端通過(guò)縮短或加長(zhǎng)軸管方式改裝，同時(shí)更換法蘭盤使之與分動(dòng)箱法蘭相匹配；

（3）然后對(duì)傳動(dòng)軸C重復(fù)步驟（2）動(dòng)作；

（4）對(duì)改制傳動(dòng)軸A、改制傳動(dòng)軸C進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試，測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；

（5）最后將先將變速箱、改制傳動(dòng)軸A與分動(dòng)箱螺栓聯(lián)接好后，再聯(lián)接改制傳動(dòng)軸C與驅(qū)動(dòng)橋苞，并將螺栓緊固扭力值按設(shè)計(jì)要求扭緊。

傳動(dòng)系統(tǒng)改制完成后，為防止傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生異響與劇烈振動(dòng)、甚至傳動(dòng)軸斷裂等缺陷，則在滿足QC/T 29082-92《汽車傳動(dòng)軸總成技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)所要求的傳動(dòng)軸動(dòng)平衡、強(qiáng)度的前提下，改制過(guò)程中還須注意合理布置傳動(dòng)系統(tǒng)：

1）通過(guò)調(diào)整分動(dòng)空間位置，使傳動(dòng)軸兩端的萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)角相等，且轉(zhuǎn)角不宜超過(guò)6°；

2）采用與原裝底盤傳動(dòng)軸的一致材料及同規(guī)格管軸尺寸；

3）合理選擇傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度。

1.2改制傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度

實(shí)際傳動(dòng)軸改制設(shè)計(jì)過(guò)程中，上述（1）、（2）點(diǎn)均容易達(dá)成，關(guān)于（3）點(diǎn)，傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度選取不當(dāng)則會(huì)造成傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速接近或超臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，傳動(dòng)軸變形將迅速增大，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和異響，甚至傳動(dòng)軸斷裂、脫落，造成事故［1］。重型工程機(jī)械車輛行駛在長(zhǎng)下坡路段，空檔滑行時(shí)此事故較為常見(jiàn)，主要是傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度不宜及過(guò)高的轉(zhuǎn)速兩因素造成。現(xiàn)通過(guò)BENZ3341底盤參數(shù)，來(lái)說(shuō)明傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度的關(guān)系：

已知BENZ3341底盤參數(shù)為：發(fā)動(dòng)機(jī)工作最高轉(zhuǎn)速Nmax=2 500 rpm，變速箱8檔加速檔傳動(dòng)比i=0.69，傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速V=kNmax/i［2］，傳動(dòng)軸軸管和內(nèi)外徑d=130 mm、D=140 mm，則傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度L（mm）計(jì)算如下：

式中傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度L為兩端萬(wàn)向節(jié)中心距，安全系數(shù)k：1.2～2，上式中取1.3.

將已知參數(shù)代入公式（2），得L=2 206 mm，通過(guò)結(jié)果，即傳動(dòng)軸改制設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足：（1）傳動(dòng)軸有效長(zhǎng)度L≤2 206 mm；（2）同時(shí)傳動(dòng)軸有效長(zhǎng)度滿足最小工藝制作要求。

以上校驗(yàn)結(jié)果滿足BENZ底盤改裝手冊(cè)要求：傳動(dòng)軸改制長(zhǎng)度宜控制在L≤2 000 mm；實(shí)際改制中，傳動(dòng)軸有效長(zhǎng)度兼顧公式（2）與底盤廠家改制長(zhǎng)度要求，經(jīng)市場(chǎng)驗(yàn)證滿足產(chǎn)品性能要求。

2　結(jié)束語(yǔ)

在泵車底盤傳動(dòng)軸改制設(shè)計(jì)工作中，通過(guò)公式（2）對(duì)改制傳動(dòng)軸長(zhǎng)度的驗(yàn)算并經(jīng)批量生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，此方案很好的滿足了整機(jī)需求，有效避免了因改制不當(dāng)造成傳動(dòng)軸斷裂、脫落而導(dǎo)致事故的現(xiàn)象，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］喻鎮(zhèn)濤，熊燕.傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速測(cè)試方法探討［J］.汽車科技，2009，（6）：72-73.

［2］王望予.汽車設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)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(yáng)人，工程師，研究生，主要研究方向?yàn)榛炷帘密囋O(shè)計(jì)。