關(guān)于驅(qū)動橋半軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有限元分析研究

遲豪德 孫瑞峰

摘 要：本文利用有限元分析軟件指導(dǎo)了一款半軸產(chǎn)品的改進設(shè)計，優(yōu)化了半軸結(jié)構(gòu)，為半軸及其他相似零件產(chǎn)品的設(shè)計提供了參考，為其他零部件產(chǎn)品的設(shè)計及改進提供了思路。

關(guān)鍵詞：汽車驅(qū)動橋;全浮式半軸;有限元分析; 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1 現(xiàn)狀說明

有限元數(shù)值模擬技術(shù)是提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短設(shè)計周期、提高產(chǎn)品競爭力的一項有效手段，利用有限元分析校核產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可靠性、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計是當(dāng)下產(chǎn)品設(shè)計的主流思想。

半軸位于汽車傳動系統(tǒng)的末端，它將差速器的半軸齒輪與車輪輪轂連接起來。半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。單級減速重卡驅(qū)動橋的半軸型式均為全浮式半軸，全浮式半軸只承受傳動系的轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。作為車橋傳動系統(tǒng)的保險絲，一般將半軸設(shè)計為傳動系統(tǒng)內(nèi)最薄弱的零部件，但若半軸故障過于頻繁，則應(yīng)考慮半軸能力不足。

某平臺驅(qū)動橋全浮式半軸斷裂故障頻繁，故障模式為花鍵過渡部位斷裂。為降低該半軸故障率，利用有限元分析軟件對該半軸結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并對各個優(yōu)化方案進行對比分析，得出符合設(shè)計要求的方案。

2 半軸受力計算說明

正車時，力矩由半軸齒輪傳遞至半軸，再帶動輪轂轉(zhuǎn)動，故需計算半軸齒輪傳遞給半軸的扭矩，其計算轉(zhuǎn)矩按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低擋傳動比時和驅(qū)動車輪在良好路面上開始滑轉(zhuǎn)時這兩種情況下半軸齒輪作用在半軸上的轉(zhuǎn)矩的較小值作為半軸的計算轉(zhuǎn)矩?！?br>