蔡舒旻，盛希宁

(江苏联合职业技术学院 常州刘国钧分院，江苏 常州 213000)

0 引言

应用于汽车的传动轴经过十多年的发展已有了较为完整和优化的设计，虽然其设计较为成熟，但厂商和用户仍希望能够构建更小型化和轻量化的设计，以符合汽车工业节能减排的工业需求。因此，需要继续针对结构作进一步的改善，在设计的同时，通过运动模拟分析传动轴动态的受力情形[1-2]，然后将运动模拟分析所得到的受力数据在有限元分析软件SolidWorks中进行应力分析及最佳化设计[3]。在不影响原有结构机能的情况下，使传动轴轮端的接头更轻更小，从而节省材料并减轻重量，使汽车底盘设计在空间上有更优异的表现。

1 汽车传动轴的特征

传动轴是用来连接动力源与负载的机构，将动力源的旋转运动与扭矩传递至负载上，其具有以下特征：高扭矩、高转速及输出轴位置固定[4]。本文的研究对象是汽车传动轴的球笼式万向节接头，在AutoCAD软件中绘制的接头组合件爆炸图如图1所示。球笼式万向节接头由一个内轮、一个外轮、6颗钢珠和一个保持架组成，内轮为凸状的球面，上面有6条沟槽[5-6]；外轮内面为凹状的球面，与内轮相对应，共同夹住钢珠；保持架用来保持钢珠的位置，使两轴的共同连接点保持于对称面上，以维持转速比[7]。

图1 球笼式万向节接头组合件AutoCAD爆炸图

2 球笼式万向节接头总成的静态应力分析

首先，将球笼式万向节接头总成的各个部件按照次序组合好，应用Simulation模块依次设定钢珠、内轮、外轮、保持架及中间轴的材质、负载情况、设计方案、接触、高斯点及网格等参数，然后进行应力分析。……