薛永东，史川

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710000）

平衡悬架桥间传动轴长度和角度的设计分析

薛永东，史川

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710000）

文章介绍了利用PRO/E运动骨架及机构分析模拟车桥因路面激励上、下跳动引起的传动轴长度、夹角的变化的方法，并对某车型平衡悬架桥间传动轴进行了分析。

运动骨架；传动轴；平衡悬架

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.027

CLC NO.:U463.2 Document Code:A Article ID:1671-7988(2016)01-77-02

前言

平衡悬架桥间传动轴，随车桥因路面激励上、下跳动，传动轴的长度和角度不断发生变化，因此在设计前期需要对传动轴的长度和角度进行分析校核。重型卡车板簧平衡悬架的结构形式是以中桥、后桥上、下推力杆分别作为摇杆，车桥作为连杆的两个四连杆机构。两个连杆机构通过钢板弹簧绕平衡轴的转动实现协调运动。利用传统的四杆机构分析方法可以确定传动轴在各工况时的工作夹角、长度和伸缩量以及传动轴上、下跳动的极限位置，但其分析过程费时繁琐，可移植性不强，而且无法得到整个过程的数值。

本文利用PRO软件的运动骨架，搭建了平衡悬架的四连杆机构模型，并通过对钢板弹簧和车桥的约束来仿真模拟车桥跳动，对传动轴在典型工况下的长度和夹角进行了分析，得到传动轴长度和夹角随车桥跳动的变化曲线以及车桥的运动轨迹。同时，通过对实体模型与骨架的约束装配，分析得到车桥、推力杆的最大轮廓，便于周边空间的设计分析。使用此方法使分析更加直观，可移植性强。

1、平衡悬架及传动轴运动骨架模型的建立

首先，分别建立含有运动骨架的悬架、上下推力杆、中后桥、传动轴的装配模型。接下来对上下推力杆运动骨架近平衡轴的一端分别与悬架骨架进行销钉约束，上推力杆运动骨架另一端分别与中后桥运动骨架的上端进行销钉约束，下推力杆运动骨架另一端分别与中后桥运动骨架的下端进行圆柱约束，传动轴的运动骨架与中后桥运动骨架进行两个销钉约束。模型建立的基本流程如图1，建立的平衡悬架运动骨架模型见图2。

图1 基本流程图

图2 运动骨架模型

2、传动轴长度和夹角的分析

图3 空载H与L关系曲线

图4 空载H与α1、α2关系曲线

创建车桥中心到车架下翼面的距离H、传动轴长度L、夹角α1、α2特征参数。在PRO的机构分析模块中，在骨架模型的平衡轴中心处添加伺服电动机，并设置伺服电机轮廓的速度参数。设置运动分析初始位置的快照，适当的终止时间（车桥碰到参考的限位块）。根据载荷情况改变钢板弹簧弧高参数，分别运行机构分析，测量绘制车桥中心到车架下翼面的距离H相对传动轴长度L，及车桥中心到车架下翼面的距离H相对传动轴夹角α1、α2的曲线。分别得到空载状态H与L的关系曲线图3、H与α1、α2的关系曲线图4；满载状态H与L的关系曲线图5、H与α1、α2的关系曲线图6。

图5 满载H与L关系曲线

图6 满载H与α1、α2关系曲线

通过对数模与骨架的约束装配，可分析得到车桥、推力杆、传动轴的最大运动轮廓，便于周边空间的设计分析。图7为某悬架数模装配后得到的运动分析图。

图7 悬架运动分析图

3、结束语

通过创建板簧平衡悬架及桥间传动轴的运动骨架模型，在PRO机构分析模块运行分析可模拟车桥因路面激励上、下跳动引起的传动轴长度、夹角的变化，便于设计校核传动轴的度、夹角。利用骨架模型可以用在方案设计阶段，也可以匹配不同的悬架实体数模。利用此方法进行设计分析更加直观，可移植性强。

[1] 余志生.汽车理论[M].第三版.北京:机械工业出版社,2004.

[2] 徐乃镗.汽车传动轴的布置与验算[J]. 矿用汽车,2009,(3).

[3] 郭洋. Pro/ENGINEER 企业实施与应用[M]. 北京:清华大学出版社,2008.

Design and analysis of the length and included angle of the drive shaft between the vehicle balance suspension axle

Xue Yongdong, Shi Chuan
（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710000）

This paper describes the use of Pro / E motion skeleton and mechanism simulation analysis of vehicle bridge for road excitation jumps up and down causes the drive shaft length and includedangle change, and a drive shaftbetween vehicle balance suspension axle was analyzed.

motion skeleton; drive shaft; balance suspension

U463.2

A

1671-7988(2016)01-77-02

薛永东，就职于陕西重型汽车有限公司。