摘 要：传动轴是影响汽车操纵性和舒适性的主要构件，为了进一步减小传动轴振动，提升汽车的舒适性，需要采用严格的计算方法深入分析传动轴振动成因。本文主要研究了传动轴振动成因，并结合相关公式进行仿真计算，总结出优化传动轴的主要方法并评估了在汽车中的可能性。
　　关键词：传动轴；仿真计算；结构；优化
　　中图分类号：TB533+.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0299-01
　　引 言
　　随着汽车的不断普及，社会民众对汽车的可操控性和舒适性要求不斷提升。汽车结构中的传动系统传动轴的振动问题一直是困扰研发工程师的主要问题之一，为了解决这一关键问题，研发工程师应结合仿真试验深入分析传动轴振动成因，进而从根本上对传动轴进行优化，满足民众对汽车的更高要求。
　　1 传动轴结构
　　传动轴是汽车传动系统的重要组成部分，该构件主要起到传输动力、扭矩及运动转向的作用。传动轴主要由后等速万向节、后轴管、中间支撑、前轴管、中间等速万向节以及联轴器组成，其中后等速万向节与后方主减速器对接，中间支撑构件通过螺栓与车架固定，前端的联轴器与汽车的分动器对接。传动轴构件中中间支撑和联轴器为橡胶类产品，因为该部位在实际行驶过程中最容易受到冲击，采用橡胶类产品能够减少汽车行驶过程中冲击荷载对传动轴造成的损伤。传动轴结构示意图如图1所示。
　　2 传动轴振动成因分析及仿真计算
　　在理论状态下，转子无论是在静止或是运动状态下都应该保持平衡状态，结合转子的运动状态，依据离心力公式进行仿真计算：
　　在径向平面内，当转子内部质量均匀分布时，可得出其平面内的矢量和为零，即满足矢量和公式：
　　在实际运动过程中，由于机械构件之间存在摩擦、构件尺寸不够精确，因此转子平面内的矢量和并不为零。依据力学定理，可将指定点的各项离心力转移至B点，如图2所示。B点即为转子质量不平衡量点，转子离心力由转子的质量不平衡引起，则B点离心力（F0）即为转子离心力，该点满足以下公式：
　　结合转子的转动规律和离心力公式分析，离心力随传动轴一同运动，离心力通过轴承结构传递至中间支撑，从而使中间支撑构件产生支反力，由于中间支撑构件固定于车架上，因此力与力互斥产生系统共振。因此，可得出引起传动轴振动的根本原因是其本身的质量不平衡。
　　3 传动轴振动优化方法及适用性分析
　　上文分析出传动轴转子不平衡导致其本身的质量不平衡，但现阶段的优化技术只能将质量不平衡问题控制在一定范围内，并不可能完全消除该现象。本段主要从以下几方面浅谈传动轴振动优化的方法：
　　（1）可采取缩短轴管管径的方法，缓解传动轴振动问题，但应结合实际情况慎用该方法。
　　（2）在轴管内部填充阻尼材料，可达成优化目的。结合传动轴振动频率公式来看，要想降低f数值，采用填充阻尼材料的方法，会对传动轴的质量产生改变，进而增加整车的重量并增加汽车制造成本。因此，该种优化方法并没有被广泛应用。
　　（3）取消传动轴中联轴器的挠性盘设计，要想将该构件取消，就必须采用相同原理改进设计。笔者认为，将原有构件变为万向节叉能够提升整个传动系统的刚度。在实际应用过程中，采用万向节叉的设计方式能够大大减小车内的振动共鸣声。因此，采用第三种方法能够实现传动轴振动优化，且该优化方法不会增加制造成本，具备广泛推广的基础。
　　4 结 论
　　总而言之，本文通过对传动轴结构的研究，分析出造成传动轴振动的主要原因是传动轴的质量不平衡，并结合仿真计算分析出传动轴达到系统共振的基本条件。因此，在设计环节应该尽量避免传动轴达到共振的平衡条件，避开其特有的振动频率，这是解决传动轴振动的主要途径。
　　参考文献
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　　收稿日期：2018-9-15