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汽车复合材料传动轴的设计分析

   日期:2018-08-10 17:35     来源:洞云书屋    
核心提示:驱动轴是从发动机传递动力到后轮驱动车辆的差动齿轮的旋转轴。传动轴必须通过变速器和车轴之间不断变化的角度工作。优质钢材是建筑施工中常用的材料。


驱动轴是从发动机传递动力到后轮驱动车辆的差动齿轮的旋转轴。传动轴必须通过变速器和车轴之间不断变化的角度工作。优质钢材是建筑施工中常用的材料。

由于轴的弯曲固有频率与梁长的平方成反比,并与特定模量的平方根成正比,所以钢制驱动轴通常以两块钢制造,以提高基本弯曲固有频率。两块钢制传动轴由三个万向节、一个中心支承轴承和一个支架组成,增加了车辆的总重量。通过减小惯性质量和重量,可以提高功率传输。由于复合材料的比刚度和复合材料的比强度较高,因此替代传统的金属结构复合材料具有许多优点。

复合材料可以有效地满足强度、刚度和复合驱动轴重量,比钢或铝强度更满足设计要求。有可能制造一个复合驱动轴,以消除所有装配连接两件式钢驱动轴。此外,复合材料通常具有较低的弹性模量。结果,当传动系统中出现转矩峰值时,驱动轴可以起到减震器的作用,并减少传动系统的应力,延长部件寿命。许多研究者对混合驱动轴和万向节轭的混合轴连接方法进行了研究。

设计规范

驱动轴承载的主要载荷是扭转。轴必须设计成具有足够的扭转强度以承受扭矩而不发生故障。此外,薄壁管必须考虑扭转屈曲的可能性。第三个主要的设计要求是驱动轴应具有足够高的弯曲固有频率。优化设计是一种最经济、最轻的方案,但能满足上述要求。

选择两种不同类型的材料进行设计:

1、石墨/环氧树脂
2、铝。对于这种设计,每个薄片的厚度是0.125毫米。用于此层的特性取自PROMAL。
那里有不同厚度和形状的铝。由于驱动轴是圆形的,选择铝(6061-T6)铝管,外径为101.6毫米,厚度为1.65毫米。

 
标签: 驱动轴
 
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