汽车传动系统设计指南(3)

底盘系统设计指南

?扭转强度及耐久寿命由各Vendor的CVJ的具体设计规格决定。

?各Vendor把Drive shaft的主要尺寸都标准化（下图：D1～D3，L1～L3），这样可以达到缩短 Drive shaft的开发期间及降低成本。

b)ＣＶＪ的静扭转强度

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根据从Vendor得到的各Size的允许强度和下表计算得出的CVJ的输入扭矩，选定CVJ的SIZE.另外也要考虑 2-1-3项中的CVJ的耐久寿命。

c)Ｗheel侧CVJ的耐久寿命的预测

关于Ｗheel侧CVJ的耐久寿命的预测，为了提高精度，应该包括实车的操舵频度在内，研究CVJ的寿命，设定CVJ的Size。【CVJ寿命研讨概要】

（１）FF车（Front Engine & Front Drive ）的Drive Shaft，在 Ｗheel侧使用BJ,在Differentia侧使用TJ或者DOJ、一般情况下，组合使用同Size的CVJ。一般情况下，代表等速Joint 自身的强度?耐久性的指标用Size来表示。同Size的CVJ、设定时Ｗheel侧BJ的载荷容量要比Differential侧TJ的载荷容量大。＜参考例：NTN会社＞

BJ82: T100＝245Nm

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DOJ82: T100＝230Nm

T100 的基本Torque ：CVJ夹角θ＝3°

N＝100rpm时，寿命时间为1500hr,对应的Torque可以查图表得到(２)CVJ的耐久性主要是由Torque(T)、转速(N)、夹角(θ)决定，同时还受温度（润滑）的影响。 （3）实车的CVJ的损坏一般是由于应该设有载荷余量的BJ侧的Flaking?Pitching 等的CVJ的耐久性不足引起的。推测原因主要是Ｗheel側的BJ在操舵时，一时使用大夹角而导致CVJ的损坏。（4）把实车的操舵频度列入到寿命计算的输入项目中，计算BJ的损坏值，选定BJ的最佳Size。①BJ损伤值计算：参考Birfild会社的 CVJ 寿命计算方式。②操舵频度：25°～40°的操舵频度使用一般车在Cross-country路面

行驶时的数据5倍以上的数据。③BJ温度预测：根据下记F值及实车温度实际测量 Date进行预测。F＝(T*D*θ*N＾0.577)／(T100 *AX)

【计算理论】

（１）Birfild会社的CVJ寿命计算方式（Ball轨道面产生Pitching摩擦为止的寿命）

?ＮＸ＜1000rpm时Ｌ＝21,400＊（Ｔ１００３＊ＡＸ３／ＴＸ３＊ＮＸ＾ ０．５７７）（hour）

?ＮＸ＞1000rpm时Ｌ＝396,580＊（Ｔ１００＾３＊ＡＸ＾３／ＴＸ＾３＊ＮＸ）（hour）在此Ｔ１００ ＾３：基本Torque

ＡＸ：角度系数 ＢＪ：ＡＸ＝（１－Sin Θ）＊Cos Θ＾２

ＤＯＪ可以查表ＴＸ：CVJ的载荷Torque

ＮＸ：CVJ的转速

（２）ＢＪ温度预测法根据下记Ｆ值及温度实际测量数据预测。Ｆ＝（Ｔ＊Ｄ＊Θ＊Ｎ＾0.577）／（Ｔ１００ ＊ＡX）

Ｄ：ＣＶＪ的Pitch Circle Diameter

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（３）线形累积损伤值（Miner值）

CVJ在某一期间内按下表的频度使用时，给定Torque（Tn)、转速(Nn)、夹角(θn）

频度Ｎo．１２３４：：：ｎTorqueＴ１Ｔ２Ｔ３Ｔ４：：：Ｔｎ转速Ｎ１Ｎ２Ｎ３Ｎ４：：：Ｎｎ夹角Θ１Θ２Θ３Θ４：：：Θｎ运转时间Ｈ１Ｈ２Ｈ３Ｈ４：：：Ｈｎ计算寿命时间Ｌ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４：：：Ｌｎ损伤值Ｄ１Ｄ２Ｄ３Ｄ４：：：Ｄｎ时，这一载荷条件下的寿命Ｌn可以通过Birfild会社的计算公式求出来。因此，由损伤值Dn的给定公式「 Ｄn＝Ｈn／Ｌn 」可知，全寿命时间Ln中，只有在运转时间Ｈn内，才会产生寿命的消耗。从No.1到No.n 的损伤为线形累积，损伤值的合计为：Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２＋------＋Ｄｎ＝∑Ｈi／Ｌi通常当这一累积损伤值达到「Ｄ＝１」时，CVJ就会发生「 Pitching 」，达到寿命期限。

驱动轴万向节的选型和寿命计算

一、基本参数

1．发动机相关参数（静功率测试状态）

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最大功率：65kw/6000rpm 最大扭矩：118N·m/4500rpm 断油点：7000rpm 2．变速器的相关参数

ig io i 传动效率 Ⅰ档 3.636 3.762 13.679 0.95 Ⅱ档 1.667 4.647 7.747 Ⅲ档 1.226 4.647 5.697 Ⅳ档 1.185 3.762 4.458 Ⅴ档 0.871 3.762 3.277 R档 2.909 4.647 13.518 3．车轮相关参数

采用175/60 R14轮胎Rr＝0.275m

4． 整车相关参数 前轴荷（Kg） 后轴荷（Kg） 轴距L（m） 质心高度h（m） 质心距前轮心距离b（m） 空载 满载 580 705 420 670 2.34 0.572 1.2 5．驱动轴角度及TJ端运动距离参数

上跳点 满载点 空载点 下跳点 TJ端运动距离（mm） BJ(L) 9.371° 5.768° 6.848° 10.372° TJ(L) 11.663° 5.95° 7.232° 12.795° 17.307 BJ(R) 4.677° 3.371° 3.956° 5.277° TJ(R) 6.94° 3.553° 4.315° 7.606° 17.993 以满载与空载的均值作为工况点

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