傳動軸的改制設(shè)計研究

周志紅

（中聯(lián)重科股份有限公司，湖南長沙410013）

傳動軸的改制設(shè)計研究

周志紅

（中聯(lián)重科股份有限公司，湖南長沙410013）

隨著工程機(jī)械車輛迅速發(fā)展，對通用底盤改制需求也與日劇增，以BENZ3341混凝土泵車為例，分析了傳動軸改制設(shè)計要素，對傳動軸的設(shè)計或維修有一定的指導(dǎo)作用。

混凝土泵車；傳動軸；改制；臨界轉(zhuǎn)速

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)、高速公路網(wǎng)的高速發(fā)展，帶動了汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展。其中工程機(jī)械車輛市場尤為突出，導(dǎo)致對通用底盤改制要求日益增多，而傳動軸系統(tǒng)改制成為底盤改制的質(zhì)量控制重點(diǎn)；同時結(jié)合目前綠色制造、再制造行業(yè)的興起，整機(jī)供應(yīng)商均會在原裝軸上進(jìn)行改制，以達(dá)到節(jié)約資源、減少浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境的作用。文中以BENZ3341混凝土泵車為例，討論底盤傳動軸改制注意要素。

1　傳動軸改制

目前混凝土泵車行業(yè)中，泵送作業(yè)狀態(tài)與行駛狀態(tài)的切換均采用通用底盤斷軸取力的方式來進(jìn)行，通過增加分動箱的形式實現(xiàn)，如圖1所示?；炷帘密嚿a(chǎn)制造過程中需對底盤原傳動軸系統(tǒng)進(jìn)行改制，以滿足整機(jī)性能需求。

圖1　傳動系統(tǒng)改制前、后示意圖

1.1傳動軸改制的一般要求

由于泵車底盤采用斷軸取力的方式，則傳動軸改制均在原裝軸上進(jìn)行：通過縮短或加長傳動軸長度，使其滿足設(shè)計要求。結(jié)合圖1所示，改裝工藝步驟如下：

（1）先將原裝底盤傳動軸A、傳動軸B和傳動軸C拆下，并保存完整；

（2）再對傳動軸A與變速箱聯(lián)接法蘭部分予以保留，另一端通過縮短或加長軸管方式改裝，同時更換法蘭盤使之與分動箱法蘭相匹配；

（3）然后對傳動軸C重復(fù)步驟（2）動作；

（4）對改制傳動軸A、改制傳動軸C進(jìn)行動平衡測試，測試結(jié)果應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；

（5）最后將先將變速箱、改制傳動軸A與分動箱螺栓聯(lián)接好后，再聯(lián)接改制傳動軸C與驅(qū)動橋苞，并將螺栓緊固扭力值按設(shè)計要求扭緊。

傳動系統(tǒng)改制完成后，為防止傳動系統(tǒng)產(chǎn)生異響與劇烈振動、甚至傳動軸斷裂等缺陷，則在滿足QC/T 29082-92《汽車傳動軸總成技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)所要求的傳動軸動平衡、強(qiáng)度的前提下，改制過程中還須注意合理布置傳動系統(tǒng)：

1）通過調(diào)整分動空間位置，使傳動軸兩端的萬向節(jié)轉(zhuǎn)角相等，且轉(zhuǎn)角不宜超過6°；

2）采用與原裝底盤傳動軸的一致材料及同規(guī)格管軸尺寸；

3）合理選擇傳動軸的有效長度。

1.2改制傳動軸的有效長度

實際傳動軸改制設(shè)計過程中，上述（1）、（2）點(diǎn)均容易達(dá)成，關(guān)于（3）點(diǎn)，傳動軸的有效長度選取不當(dāng)則會造成傳動軸轉(zhuǎn)速接近或超臨界轉(zhuǎn)速時，傳動軸變形將迅速增大，產(chǎn)生劇烈振動和異響，甚至傳動軸斷裂、脫落，造成事故［1］。重型工程機(jī)械車輛行駛在長下坡路段，空檔滑行時此事故較為常見，主要是傳動軸的長度不宜及過高的轉(zhuǎn)速兩因素造成?，F(xiàn)通過BENZ3341底盤參數(shù)，來說明傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速與傳動軸的有效長度的關(guān)系：

已知BENZ3341底盤參數(shù)為：發(fā)動機(jī)工作最高轉(zhuǎn)速Nmax=2 500 rpm，變速箱8檔加速檔傳動比i=0.69，傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速V=kNmax/i［2］，傳動軸軸管和內(nèi)外徑d=130 mm、D=140 mm，則傳動軸的有效長度L（mm）計算如下：

式中傳動軸的有效長度L為兩端萬向節(jié)中心距，安全系數(shù)k：1.2～2，上式中取1.3.

將已知參數(shù)代入公式（2），得L=2 206 mm，通過結(jié)果，即傳動軸改制設(shè)計中應(yīng)滿足：（1）傳動軸有效長度L≤2 206 mm；（2）同時傳動軸有效長度滿足最小工藝制作要求。

以上校驗結(jié)果滿足BENZ底盤改裝手冊要求：傳動軸改制長度宜控制在L≤2 000 mm；實際改制中，傳動軸有效長度兼顧公式（2）與底盤廠家改制長度要求，經(jīng)市場驗證滿足產(chǎn)品性能要求。

2　結(jié)束語

在泵車底盤傳動軸改制設(shè)計工作中，通過公式（2）對改制傳動軸長度的驗算并經(jīng)批量生產(chǎn)實踐驗證，此方案很好的滿足了整機(jī)需求，有效避免了因改制不當(dāng)造成傳動軸斷裂、脫落而導(dǎo)致事故的現(xiàn)象，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］喻鎮(zhèn)濤，熊燕.傳動軸臨界轉(zhuǎn)速測試方法探討［J］.汽車科技，2009，（6）：72-73.

［2］王望予.汽車設(shè)計［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

Design Reseach on Strypped-Down of the Drive Shaft

ZHOU Zhi-hong
（Zoomlion Heavy Industry Science&Technology Co.，Ltd.，Changsha Hunan 410013，China）

With the high developement of the engineering machinery vehicle，the damands on strypped-down of currency chassis are growing progressively.Combining with the concrete pump truck of actros 3341，we analyse some design elements for strypped-down of the drive shaft，and these elements will be used to designing of the drive or shaft the drive shaftmaintenance.

concrete pump truck；drive shaft；strypped-down；critical speed

TH132

A

1672-545X（2016）05-0249-02

2016-02-26

周志紅（1978-），男，湖南岳陽人，工程師，研究生，主要研究方向為混凝土泵車設(shè)計。