基于有限元分析的乘用车传动轴材料与结构改进

作     者：温艳 孙轩 姚宇鹏 刘普 谢乐春 WEN Yan;SUN Xuan;YAO Yupeng;LIU Pu;XIE Lechun

作者机构：现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉理工大学湖北武汉430070 汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉理工大学湖北武汉430070 

基　　金：武汉理工大学自主创新研究基金项目(205207013) 新能源汽车科学与关键技术学科创新引智基地(B17034) 教育部创新团队发展计划(IRT_17R83) 

出 版 物：《西华大学学报（自然科学版）》 (Journal of Xihua University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2022年第41卷第3期

页      码：51-60页

摘      要：为获得低成本且性能良好的传动轴,以乘用车传动轴总成为研究对象进行传动轴结构设计,并根据有限元分析结果对其进行材料和结构改进。运用Catia软件建立传动轴模型,利用ANSYS Workbench软件模拟分析传动轴在最大扭转载荷下的力学性能以及传动轴的振动特性,得到传动轴在该工况下的应力、应变分布情况以及传动轴在约束情况下的振动模态。分析结果显示:传动轴的扭转刚度满足设计要求,同时传动轴在约束情况下的振动频率高于发动机最高转速的振动频率,两者不会发生共振,但传动轴总成中的十字轴的最大应力高于其屈服强度,同时凸缘叉、万向节叉和花键轴均不满足最小安全系数高于1.5的设计要求。基于这一结果对凸缘叉、万向节叉、十字轴和花键轴进行材料和结构改进,发现改进后传动轴总成中各个零件的安全系数都高于1.5,符合设计要求,同时,传动轴的扭转刚度和震动频率的最低值都有所提高,进一步提高了传动轴的安全性。

主 题 词：传动轴 有限元分析 力学分析 模态分析 材料改进 结构改进 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.12198/j.issn.1673−159X.3934

馆 藏 号：203111602...