1 問題描述

在乘客車廂里面的感受到的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的聲音和振動(dòng)是由傳動(dòng)系統(tǒng)低階次旋轉(zhuǎn)激勵(lì)而成的。經(jīng)驗(yàn)得知它們大多發(fā)生在75Hz以下，包括30-75的可聽到的和0-75Hz可觸到的感覺，后輪驅(qū)動(dòng)的車用一根傳動(dòng)軸給變速箱動(dòng)力但是容易受質(zhì)量不平衡、軸的小齒輪失效、不統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)連接點(diǎn)激勵(lì)的影響。前輪驅(qū)動(dòng)車可觸到的響應(yīng)主要是由于較大的半軸不連續(xù)速度接點(diǎn)的工作角度產(chǎn)生的。

2 激勵(lì)源

傳動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)源可以按照它們工作時(shí)的階次分，最重要的還是一階和二階。

2.1 一階傳動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)

一階激勵(lì)通常來(lái)自于傳動(dòng)軸與相應(yīng)法蘭盤的質(zhì)量不平衡和車軸小齒輪的牙距錯(cuò)誤，連桿不直，總的激勵(lì)是這些激勵(lì)的矢量和。

1、為了結(jié)構(gòu)的整體性，傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在最大轉(zhuǎn)速時(shí)它的彎曲度較小，這就必須將軸向質(zhì)量不平衡帶來(lái)的前后聯(lián)軸器殘余問題考慮在內(nèi)。盡管經(jīng)驗(yàn)顯示目前大多數(shù)一階激勵(lì)來(lái)自傳動(dòng)軸后部位置，但是我們不應(yīng)該局限在此，尤其設(shè)計(jì)到雙傳動(dòng)軸與非獨(dú)立懸架系統(tǒng)，總的來(lái)說，這里講的質(zhì)量不平衡會(huì)帶來(lái)一個(gè)隨轉(zhuǎn)速增加的力。

2、一階車軸齒輪的跳動(dòng)也是一個(gè)主要的激勵(lì)源，在生產(chǎn)加工過程中的熱處理、研磨和軸承徑向精加工，一種叫偏心率的現(xiàn)象就被引入造成齒輪牙齒不同的幾何中心線，在齒輪和軸旋轉(zhuǎn)時(shí)這種錯(cuò)誤就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的速度變化，像凸輪一樣每轉(zhuǎn)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的位移超差。

2.2 二階次激勵(lì)

由于成本和包裝的原因，CARDON和HOOKE萬(wàn)向節(jié)廣泛應(yīng)用于汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)它的工作角度大于零時(shí)，這種非連續(xù)轉(zhuǎn)速的萬(wàn)向節(jié)就會(huì)產(chǎn)生二階次轉(zhuǎn)速的不平衡。

3 傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 單傳動(dòng)軸與雙傳動(dòng)軸

總的來(lái)說，雙傳動(dòng)軸有這種減少傳動(dòng)軸本身質(zhì)量和降低不平衡性及增加彎曲頻率的優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)可以用來(lái)補(bǔ)償短軸萬(wàn)向節(jié)角度大而引起的二階次問題，除此之外，由于結(jié)構(gòu)需要中心軸承支架應(yīng)靠近底板對(duì)稱中心，根據(jù)北美整車及傳動(dòng)軸經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡主要還是發(fā)生在單傳動(dòng)軸上。這種設(shè)想需要后懸架在滿載時(shí)提供靜態(tài)萬(wàn)向角度，車輪運(yùn)行工況，以及大量的加工制造規(guī)范必須得到證實(shí)。在歐洲是不允許用單傳動(dòng)軸的，因?yàn)閷?duì)于4缸機(jī)來(lái)說在高轉(zhuǎn)速時(shí)，單傳動(dòng)軸會(huì)降低傳動(dòng)系統(tǒng)的彎曲頻率，會(huì)在二階次產(chǎn)生BOOM聲。

3.2 傳動(dòng)軸中萬(wàn)向節(jié)角度

總的來(lái)說，設(shè)計(jì)小角度的萬(wàn)向節(jié)，使用成本和重量都適合的單CARDON萬(wàn)向節(jié)是值得的，一個(gè)整體設(shè)計(jì)需求應(yīng)該考慮這兩個(gè)角度和任何一個(gè)萬(wàn)向節(jié)角度的最大值不同，傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)角度的前后相位通常被定住，以至于在連接套管上的二階次激勵(lì)也沒有了，考慮到前面提到的慣性扭矩問題，強(qiáng)烈建議CARDON萬(wàn)向節(jié)不應(yīng)在大于3度的條件下工作，整個(gè)角加速度應(yīng)小于疲勞壽命需求300rad/s*s，如果這些條件不能滿足的話，強(qiáng)烈建議改換雙CARDON萬(wàn)向節(jié)的傳動(dòng)軸或等速萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸。

3.3 柔性聯(lián)軸器

一個(gè)單CARDON萬(wàn)向節(jié)的代替品就是一個(gè)彈性連接的萬(wàn)向節(jié)，柔性聯(lián)軸器可以提供非等速萬(wàn)向運(yùn)動(dòng)且萬(wàn)向角度小與2度，柔性連接可以提供彈性吸收各個(gè)方向的沖擊，這種具有低沖擊高阻尼的傳動(dòng)方式可以大大增加傳動(dòng)部件的服務(wù)壽命和減少傳動(dòng)不平衡。通常柔性連接裝置利用一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的多邊形構(gòu)成，這個(gè)多邊形由裝著硫化橡膠的襯套構(gòu)成。其他的設(shè)計(jì)通常采用橡膠包線帶著一個(gè)相鄰的彈性材料的連接襯套，所有這些設(shè)計(jì)都運(yùn)用非金屬材料連接而且對(duì)提高整車的NVH有很大的幫助。

3.4 小齒輪角度控制

通常在低載荷和扭矩情況下設(shè)計(jì)較小的二次萬(wàn)向節(jié)激勵(lì)還是比較容易的，但是當(dāng)載荷和扭矩增加時(shí)，問題就出來(lái)了。因?yàn)楹蟛繎覓靺?shù)較大的萬(wàn)向節(jié)角度可以改變，而且能控制小齒輪角度變化。

這個(gè)懸架可以提供有效的回轉(zhuǎn)振動(dòng)率（簧下質(zhì)量繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)）來(lái)承受傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)的最大值，不會(huì)造成小齒輪角度變化過大，也可以保持后等速萬(wàn)向節(jié)角度不會(huì)發(fā)生跳動(dòng)，EAO已經(jīng)確立了一種后軸回轉(zhuǎn)振動(dòng)的規(guī)范并廣泛應(yīng)用，5度30分為傳動(dòng)軸的角度，2度為獨(dú)立式后懸架角度，滿足這些條件的扭矩臂懸架已經(jīng)顯示出良好的低傳動(dòng)系激勵(lì)靈敏度，懸架利用帶有短跨距要求剛性襯套的短控制連接控制齒輪跨距，但這些剛性襯套可能不會(huì)有太大的隔振效果，整車NVH水平可以在優(yōu)化萬(wàn)向節(jié)工作角度同時(shí)得到提高。

4 傳動(dòng)系統(tǒng)不平衡加工注意事項(xiàng)：

為了獲得較好的傳動(dòng)水平，一下加工注意事項(xiàng)應(yīng)考慮，下面給出的是基于實(shí)際觀測(cè)到的整車傳動(dòng)情況下的建議統(tǒng)計(jì)規(guī)范，在整車測(cè)試和主觀評(píng)價(jià)允許下，這些規(guī)范可以適當(dāng)放松，如果NVH問題恰恰是和提到的部件有關(guān)，那么相應(yīng)的設(shè)計(jì)更改就是必要的。

4.1 傳動(dòng)軸質(zhì)量不平衡質(zhì)量

不平衡可以在兩端減少來(lái)保持平衡，對(duì)于傳統(tǒng)的剛性傳動(dòng)軸，減少0.3Kg.mm就可以了，對(duì)于較輕的材料可以適當(dāng)降低這個(gè)值，必須注意的是在運(yùn)輸和裝配過程中我們應(yīng)保持平衡狀態(tài)。

4.2 軸向間隙

UJEP（萬(wàn)向節(jié)軸向間隙）會(huì)增加傳動(dòng)不平衡性，除了會(huì)造成離心力的不確定因素，還和CFRO有同樣的影響，因?yàn)檫@個(gè)原因，它不能被點(diǎn)標(biāo)示而且不能分度其他的部件，同時(shí)萬(wàn)向節(jié)將非常松弛而達(dá)不到旋轉(zhuǎn)扭矩的要求，不均勻的旋轉(zhuǎn)扭矩將會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)不平衡性。

4.3 焊接撥叉相位

傳動(dòng)軸的焊接撥叉相位相當(dāng)重要，因?yàn)樗鼤?huì)影響萬(wàn)向節(jié)的二節(jié)次激勵(lì)，相位誤差控制在3度以內(nèi)。

4.4 復(fù)合式結(jié)合法蘭的跳動(dòng)

包括小齒輪在內(nèi)的單個(gè)部件花鍵配合規(guī)范應(yīng)該保證復(fù)合式結(jié)合法蘭的裝配應(yīng)控制在0.12mm以內(nèi)，這就相當(dāng)于在傳動(dòng)軸和法蘭盤質(zhì)量為5kg時(shí)的0.3kg.mm的不平衡度。

4.5 小齒輪牙距錯(cuò)誤

在軸內(nèi)小齒輪的偏心量被視為節(jié)線跳動(dòng)，在測(cè)量PLRO（節(jié)線跳動(dòng)）時(shí)，不同的測(cè)試技術(shù)會(huì)得出不同的答案，一種測(cè)量徑向距離的球形計(jì)量器被用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)過2個(gè)牙齒時(shí)球下降的距離，通過測(cè)量部分或所有配對(duì)的牙齒，一種代表PLRO（節(jié)線跳動(dòng)）的偏差范圍就出來(lái)了，這種測(cè)量技術(shù)的一個(gè)缺陷就是這個(gè)計(jì)量器不能測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)與側(cè)滑的綜合影響，既然牙齒的傳動(dòng)和滑動(dòng)面是用來(lái)分開準(zhǔn)雙曲面齒輪的運(yùn)行，那么這個(gè)球形計(jì)量器就不可能將每個(gè)牙齒都精確的測(cè)量。

一個(gè)較好的方法就是測(cè)量單側(cè)面的位置誤差，這兒可用一個(gè)指示器從旋轉(zhuǎn)軸或安裝面以一定的距離指示牙齒的基準(zhǔn)面。用一個(gè)帶指針的裝置旋轉(zhuǎn)小齒輪一個(gè)理論齒距，然后重復(fù)測(cè)量。每次從指示位置讀出的值就是誤差大小的數(shù)值，定義第一個(gè)讀數(shù)為0，讀出總的測(cè)量值并得到一個(gè)范圍就作為PLRO（節(jié)線跳動(dòng)）的誤差值，基于這種測(cè)量，PLRO值應(yīng)保持在80mm以內(nèi)。