传动轴的改制设计研究

周志红

（中联重科股份有限公司，湖南长沙410013）

传动轴的改制设计研究

周志红

（中联重科股份有限公司，湖南长沙410013）

随着工程机械车辆迅速发展，对通用底盘改制需求也与日剧增，以BENZ3341混凝土泵车为例，分析了传动轴改制设计要素，对传动轴的设计或维修有一定的指导作用。

混凝土泵车；传动轴；改制；临界转速

随着现代社会经济、高速公路网的高速发展，带动了汽车工业的蓬勃发展。其中工程机械车辆市场尤为突出，导致对通用底盘改制要求日益增多，而传动轴系统改制成为底盘改制的质量控制重点；同时结合目前绿色制造、再制造行业的兴起，整机供应商均会在原装轴上进行改制，以达到节约资源、减少浪费、保护环境的作用。文中以BENZ3341混凝土泵车为例，讨论底盘传动轴改制注意要素。

1　传动轴改制

目前混凝土泵车行业中，泵送作业状态与行驶状态的切换均采用通用底盘断轴取力的方式来进行，通过增加分动箱的形式实现，如图1所示。混凝土泵车生产制造过程中需对底盘原传动轴系统进行改制，以满足整机性能需求。

图1　传动系统改制前、后示意图

1.1传动轴改制的一般要求

由于泵车底盘采用断轴取力的方式，则传动轴改制均在原装轴上进行：通过缩短或加长传动轴长度，使其满足设计要求。结合图1所示，改装工艺步骤如下：

（1）先将原装底盘传动轴A、传动轴B和传动轴C拆下，并保存完整；

（2）再对传动轴A与变速箱联接法兰部分予以保留，另一端通过缩短或加长轴管方式改装，同时更换法兰盘使之与分动箱法兰相匹配；

（3）然后对传动轴C重复步骤（2）动作；

（4）对改制传动轴A、改制传动轴C进行动平衡测试，测试结果应满足标准要求；

（5）最后将先将变速箱、改制传动轴A与分动箱螺栓联接好后，再联接改制传动轴C与驱动桥苞，并将螺栓紧固扭力值按设计要求扭紧。

传动系统改制完成后，为防止传动系统产生异响与剧烈振动、甚至传动轴断裂等缺陷，则在满足QC/T 29082-92《汽车传动轴总成技术条件》标准所要求的传动轴动平衡、强度的前提下，改制过程中还须注意合理布置传动系统：

1）通过调整分动空间位置，使传动轴两端的万向节转角相等，且转角不宜超过6°；

2）采用与原装底盘传动轴的一致材料及同规格管轴尺寸；

3）合理选择传动轴的有效长度。

1.2改制传动轴的有效长度

实际传动轴改制设计过程中，上述（1）、（2）点均容易达成，关于（3）点，传动轴的有效长度选取不当则会造成传动轴转速接近或超临界转速时，传动轴变形将迅速增大，产生剧烈振动和异响，甚至传动轴断裂、脱落，造成事故［1］。重型工程机械车辆行驶在长下坡路段，空档滑行时此事故较为常见，主要是传动轴的长度不宜及过高的转速两因素造成。现通过BENZ3341底盘参数，来说明传动轴的临界转速与传动轴的有效长度的关系：

已知BENZ3341底盘参数为：发动机工作最高转速Nmax=2 500 rpm，变速箱8档加速档传动比i=0.69，传动轴的临界转速V=kNmax/i［2］，传动轴轴管和内外径d=130 mm、D=140 mm，则传动轴的有效长度L（mm）计算如下：

式中传动轴的有效长度L为两端万向节中心距，安全系数k：1.2～2，上式中取1.3.

将已知参数代入公式（2），得L=2 206 mm，通过结果，即传动轴改制设计中应满足：（1）传动轴有效长度L≤2 206 mm；（2）同时传动轴有效长度满足最小工艺制作要求。

以上校验结果满足BENZ底盘改装手册要求：传动轴改制长度宜控制在L≤2 000 mm；实际改制中，传动轴有效长度兼顾公式（2）与底盘厂家改制长度要求，经市场验证满足产品性能要求。

2　结束语

在泵车底盘传动轴改制设计工作中，通过公式（2）对改制传动轴长度的验算并经批量生产实践验证，此方案很好的满足了整机需求，有效避免了因改制不当造成传动轴断裂、脱落而导致事故的现象，取得良好的经济效益。

［1］喻镇涛，熊燕.传动轴临界转速测试方法探讨［J］.汽车科技，2009，（6）：72-73.

［2］王望予.汽车设计［M］.北京：机械工业出版社，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

周志红（1978-），男，湖南岳阳人，工程师，研究生，主要研究方向为混凝土泵车设计。