CN111125835B - 一种基于creo的传动轴设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车设计技术领域，具体公开了一种基于CREO的传动轴设计方法，该基于CREO的传动轴设计方法先创建基础模型，基础模型包括整车坐标，变速器输出法兰端位置，中桥运动几何特征，中桥的输入端法兰面和输出端法兰面，后桥的输入端法兰面，通过基础模型建立第一非伸缩传动轴、第二非伸缩传动轴、第一伸缩传动轴和第二伸缩传动轴，然后针对第一伸缩传动轴和第二伸缩传动轴建立分析对象的测量特征，并通过敏感度分析功能，分别获得第一伸缩传动轴的长度变化范围和第二伸缩传动轴的长度变化范围，可提升设计精度，并且需要更换设计产品时，仅需改变基础模型中各个参数的坐标，即可实现在不同车型上的移植。

Description

一种基于CREO的传动轴设计方法

技术领域

本发明涉及汽车设计技术领域，尤其涉及一种基于CREO的传动轴设计方法。

背景技术

当变速器输出轴法兰面到驱动轴输入轴法兰面的距离L≤2170mm时，可以用一根传动轴传动，但是当变速器输出轴法兰面到驱动轴输入轴法兰面的距离L＞2170mm时，就需要多根传动轴。

以四节传动轴的情形为例，其包括依次连接于变速器输出轴的轴1和轴2，以及连接轴2和中桥的轴3，连接中桥和后桥的轴4，其中轴1和轴2为中间传动轴，其长度固定，均通过支撑件固定于底盘，轴3和轴4为伸缩传动轴，其长度可变。设计时，变速器输出端与轴1之间，或者轴1和轴2之间的夹角均不能大于3°；轴3与中桥，轴3与轴2，轴4与中桥以及后桥的夹角在满载时不能大于5°，特殊情况下不能大于8°，并且设计时在传动轴最高转速小于0.7倍传动轴临界转速的前提下，尽可能选用较长的伸缩传动轴，以减小伸缩转动轴两端的夹角。

相关技术中，关于多根传动轴的设计方法，最传统的方法是采用二维或者三维画图的方法，从变速器输出端一直到后桥输入端，一一布置各轴位置，确保各轴之间的夹角符合设计要求，然后根据驱动桥的上跳、下跳极限位置，静态的、近似的校核各轴的长度。

但是，利用该传统方法校核传动轴长度，精度不高，而且可移植性不强，遇到不同的车型需要重新画图，非常繁琐。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于CREO的传动轴设计方法，以解决相关技术中利用传统方法校核传动轴长度，精度不高，而且可移植性不强的问题。

本发明提供一种基于CREO的传动轴设计方法，该基于CREO的传动轴设计方法包括：

S100：创建基础模型，包括：

S101：在CREO中新建NEW.prt的三维模型，定义FRONT、TOP、LEFT三个面分别为整车的前轴中心面、车架下表面、整车对称面；定义系统的初始坐标系为CS0，CS0为整车坐标系；

S102：通过偏移坐标系的方法创建坐标系CS1，CS1为发动机坐标系，以CS0和CS1作为参照，建立变速器输出法兰端的基准点PNT_A；

S103：以CS0作为参照，草绘中桥的运动几何特征并形成草绘一；

S104：以CS0作为参照，草绘后桥的运动几何特征并形成草绘二；

S105：以草绘一为参照，插入坐标CS2，坐标CS2为中桥坐标；

S106：以草绘二为参照，插入坐标CS3，坐标CS3为后桥坐标；

S107：以草绘一为参照，插入中桥的输入端法兰面的基准点PNT1和中桥的输出端法兰面的基准点PNT2；

S108：以草绘二为参照，插入后桥的输入端法兰面的基准点PNT3；

S109：以CS0作为参照，分别插入第一吊板的基准轴i1，和第二吊板的基准轴i2；

S110：在基准轴i1上插入第一吊装点PNT_X1，在基准轴i2上插入第二吊装点PNT_X2；

S200：建立传动轴，包括：

S201：插入第一非伸缩传动轴的终点PNT4，PNT_A、PNT_X1和PNT4三点共线，且PNT_X1和PNT4之间的间隔距离为R1，R1为常数；

S202：插入第二非伸缩传动轴的终点PNT5，PNT4、PNT_X2和PNT5三点共线，且PNT_X2和PNT5之间的间隔距离为R2，R2为常数；

S203：草绘连接PNT5和PNT1的线段为第一伸缩传动轴，草绘连接PNT2和PNT3的线段为第二伸缩传动轴；

S300：创建分析对象的测量特征；

选取第一伸缩传动轴作为分析对象，点击保存图标，生成测量特征MEASURE_SUMMARY_1，选取第二伸缩传动轴作为分析对象，点击保存图标，生成测量特征MEASURE_SUMMARY_2；

S400：分析第一伸缩传动轴和第二伸缩传动轴的长度，包括：

S401：通过菜单“分析”下的“敏感度分析”，仿真分析第一伸缩传动轴的长度，并获得第一伸缩传动轴的长度变化范围为N1～N2；

S402：通过菜单“分析”下的“敏感度分析”，仿真分析第二伸缩传动轴的长度，并获得第二伸缩传动轴的长度变化范围为N3～N4。

作为CREO的传动轴设计方法的优选技术方案，S109包括：

S1091：以CS0作为参照，插入车辆横梁中的第一横梁的两个端点PNT_B11和PNT_B12，草绘过PNT_B11和PNT_B12的直线L1，在L1上插入第一连接点PNT_B1，第一连接点PNT_B1为第一吊板和第一横梁的连接点；

S1092：插入车辆横梁中的第二横梁的两个端点PNT_B21和PNT_B22，草绘过PNT_B21和PNT_B22的直线L2，在L2上插入第二连接点PNT_B2，第二连接点PNT_B2为第二吊板和第二横梁的连接点；

S1093：插入过PNT_B1的基准轴i1，i1与L1呈第一预设角度，插入过PNT_B2的基准轴i2，i2与L2呈第二预设角度。

作为CREO的传动轴设计方法的优选技术方案，S110中，PNT_X1与PNT_B1间隔第一预设距离，第一预设距离为第一吊板的长度；PNT_X2与PNT_B2间隔第二预设距离，第二预设距离为第二吊板的长度。

作为CREO的传动轴设计方法的优选技术方案，S401包括：

点击菜单“分析”下的“敏感度分析”，弹出“敏感度”对话框，然后点选“尺寸”选项，从草绘图形中选择中桥的轮心高度尺寸，并填写320mm，填写“变量范围”，最小为150mm，最大为330mm，然后点击“出图用参数”，选择MEASURE_SUMMARY_1作为出图参数，步数填写20，点击“计算”，生成第一伸缩传动轴的长度仿真图形，从生成的第一伸缩传动轴的仿真图形中，获取第一伸缩传动轴的长度的最小尺寸N1和最大尺寸N2，N1＝1216mm；N2＝1239mm，第一伸缩传动轴的长度变化范围为1216mm～1239mm。

作为CREO的传动轴设计方法的优选技术方案，S402包括：

S4021：设置后桥在后桥的下跳极限位置，仿真中桥由中桥的下跳极限位置运动到中桥的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴的长度仿真图形T1；

S4022：设置后桥在后桥的上跳极限位置，仿真中桥由中桥的下跳极限位置运动到中桥的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴的长度仿真图形T2；

S4023：设置中桥从中桥的下跳极限位置运动到中桥的上跳极限位置，同时，后桥从后桥的下跳极限位置运动到后桥的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴的长度仿真图形T3；

S4024：从第二伸缩传动轴的长度仿真图形T1、第二伸缩传动轴的长度仿真图形T2和第二伸缩传动轴的长度仿真图形T3中获取第二伸缩传动轴的最小尺寸N3和最大尺寸N4，第二伸缩传动轴的长度变化范围为N3～N4。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种基于CREO的传动轴设计方法，该基于CREO的传动轴设计方法包括：先创建基础模型，基础模型包括整车坐标，变速器输出法兰端位置，中桥运动几何特征，中桥的输入端法兰面和输出端法兰面，后桥的输入端法兰面，通过基础模型建立第一非伸缩传动轴、第二非伸缩传动轴、第一伸缩传动轴和第二伸缩传动轴，然后针对第一伸缩传动轴和第二伸缩传动轴建立分析对象的测量特征，并通过敏感度分析功能，分别获得第一伸缩传动轴的长度变化范围和第二伸缩传动轴的长度变化范围，可提升设计精度，并且需要更换设计产品时，仅需改变基础模型中各个参数的坐标，即可实现在不同车型上的移植。

附图说明

图1为本发明实施例中基于CREO的传动轴设计方法中，在基础模型的基础上建立传动轴后的结构示意图；

图2为本发明实施例中第一伸缩传动轴的仿真图形；

图3为本发明实施例中第二伸缩传动轴的仿真图形T1；

图4为本发明实施例中第二伸缩传动轴的仿真图形T2；

图5为本发明实施例中第二伸缩传动轴的仿真图形T3。

图中：

1、第一非伸缩传动轴；2、第一非伸缩传动轴；3、第一伸缩传动轴；4、第二伸缩传动轴；

10、中桥；20、后桥。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实施例提供一种基于CREO的传动轴设计方法，该基于CREO的传动轴设计方法包括：

S100：创建基础模型，包括：

S101：在CREO中新建NEW.prt的三维模型，定义FRONT、TOP、LEFT三个面分别为整车的前轴中心面、车架下表面、整车对称面；定义系统的初始坐标系为CS0，CS0为整车坐标系。

S102：通过偏移坐标系的方法创建坐标系CS1，CS1为发动机坐标系，以CS0和CS1作为参照，建立变速器输出法兰端的基准点PNT_A。

S103：以CS0作为参照，草绘中桥10的运动几何特征并形成草绘一。

S104：以CS0作为参照，草绘后桥20的运动几何特征并形成草绘二。

可根据悬架系统尺寸创建中桥四连杆机构的运动几何特征和后桥四连杆机构的运动几何特征。在创建中桥四连杆机构的运动几何特征和后桥四连杆机构的运动几何特征时，严格按照零件的几何关系和尺寸关系绘图，并将固定不变的尺寸锁定。

S105：以草绘一为参照，插入坐标CS2，坐标CS2为中桥10坐标。

S106：以草绘二为参照，插入坐标CS3，坐标CS3为后桥20坐标。

S107：以草绘一为参照，插入中桥10的输入端法兰面的基准点PNT1和中桥10的输出端法兰面的基准点PNT2。

S108：以草绘二为参照，插入后桥20的输入端法兰面的基准点PNT3。

S109：以CS0作为参照，分别插入第一吊板的基准轴i1，和第二吊板的基准轴i2。

具体地，S109包括：

S1091：以CS0作为参照，插入车辆横梁中的第一横梁的两个端点PNT_B11和PNT_B12，草绘过PNT_B11和PNT_B12的直线L1，在L1上插入第一连接点PNT_B1，第一连接点PNT_B1为第一吊板和第一横梁的连接点；

S1092：插入车辆横梁中的第二横梁的两个端点PNT_B21和PNT_B22，草绘过PNT_B21和PNT_B22的直线L2，在L2上插入第二连接点PNT_B2，第二连接点PNT_B2为第二吊板和第二横梁的连接点；

S1093：插入过PNT_B1的基准轴i1，i1与L1呈第一预设角度，插入过PNT_B2的基准轴i2，i2与L2呈第二预设角度。

S110：在基准轴i1上插入第一吊装点PNT_X1，在基准轴i2上插入第二吊装点PNT_X2。

S110中，PNT_X1与PNT_B1间隔第一预设距离，第一预设距离为第一吊板的长度；PNT_X2与PNT_B2间隔第二预设距离，第二预设距离为第二吊板的长度。

S200：建立传动轴，包括：

S201：插入第一非伸缩传动轴1的终点PNT4，PNT_A、PNT_X1和PNT4三点共线，且PNT_X1和PNT4之间的间隔距离为R1，R1为常数。

S202：插入第二非伸缩传动轴2的终点PNT5，PNT4、PNT_X2和PNT5三点共线，且PNT_X2和PNT5之间的间隔距离为R2，R2为常数。

S203：草绘连接PNT5和PNT1的线段为第一伸缩传动轴3，草绘连接PNT2和PNT3的线段为第二伸缩传动轴4。

S300：创建分析对象的测量特征；

选取第一伸缩传动轴3作为分析对象，点击保存图标，生成测量特征MEASURE_SUMMARY_1，选取第二伸缩传动轴4作为分析对象，点击保存图标，生成测量特征MEASURE_SUMMARY_2。

S400：分析第一伸缩传动轴3和第二伸缩传动轴4的长度，包括：

S401：通过菜单“分析”下的“敏感度分析”，仿真分析第一伸缩传动轴3的长度，并获得第一伸缩传动轴3的长度变化范围为N1～N2。

具体地，S401包括：

点击菜单“分析”下的“敏感度分析”，弹出“敏感度”对话框，然后点选“尺寸”选项，从草绘图形中选择中桥10的轮心高度尺寸，并填写320mm，填写“变量范围”，最小值为150mm，最大值为330mm，其中，最小值和最大值分别对应中桥10的下跳极限位置和中桥10的上跳极限位置。然后点击“出图用参数”，选择MEASURE_SUMMARY_1作为出图参数，步数填写20，点击“计算”，生成第一伸缩传动轴3的长度仿真图形，第一伸缩传动轴3的长度仿真图形如图2所示，横坐标为中桥10的位置，具体为中桥10从中桥10的下跳极限位置至中桥10的上跳极限位置之间的各个位置，纵坐标为第一伸缩传动轴3的长度，其横坐标和纵坐标的单位均为mm。从生成的第一伸缩传动轴3的仿真图形中，获取第一伸缩传动轴3的长度的最小尺寸N1和最大尺寸N2，N1＝1216mm；N2＝1239mm，第一伸缩传动轴3的长度变化范围为1216mm～1239mm。

S402：通过菜单“分析”下的“敏感度分析”，仿真分析第二伸缩传动轴4的长度，并获得第二伸缩传动轴4的长度变化范围为N3～N4。

具体地，S402包括：

S4021：设置后桥20在后桥20的下跳极限位置，仿真中桥10由中桥10的下跳极限位置运动到中桥10的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T1，第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T1如图3所示，横坐标为后桥20位于后桥20的下跳极限位置时中桥10的位置，具体为中桥10从中桥10的下跳极限位置至中桥10的上跳极限位置之间的各个位置，纵坐标为第二伸缩传动轴4的长度，其横坐标和纵坐标的单位均为mm。

S4022：设置后桥20在后桥20的上跳极限位置，仿真中桥10由中桥10的下跳极限位置运动到中桥10的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T2，第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T2如图4所示，横坐标为后桥20位于后桥20的上跳极限位置时中桥10的位置，具体为中桥10从中桥10的下跳极限位置至中桥10的上跳极限位置之间的各个位置，纵坐标为第二伸缩传动轴4的长度，其横坐标和纵坐标的单位均为mm。

S4023：设置中桥10从中桥10的下跳极限位置运动到中桥10的上跳极限位置，同时，后桥20从后桥20的下跳极限位置运动到后桥20的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T3，第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T3如图5所示，横坐标为后桥20由后桥20的下跳极限位置运动至后桥20的上跳极限位置时，且中桥10同时从中桥10的下跳极限位置至中桥10的上跳极限位置时中桥10的各个位置，纵坐标为第二伸缩传动轴4的长度，其横坐标和纵坐标的单位均为mm。

S4021～S4023的具体设置过程与S401相似，在此不再赘述。

S4024：从第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T1、第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T2和第二伸缩传动轴4的长度仿真图形T3中获取第二伸缩传动轴4的最小尺寸N3和最大尺寸N4，第二伸缩传动轴4的长度变化范围为N3～N4。本实施例中，N3＝406mm，N4＝492mm，即第二伸缩传动轴4的长度变化范围为406mm～492mm。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于CREO的传动轴设计方法，其特征在于，包括：

S100：创建基础模型，包括：

S101：在CREO中新建NEW.prt的三维模型，定义FRONT、TOP、LEFT三个面分别为整车的前轴中心面、车架下表面、整车对称面；定义系统的初始坐标系为CS0，CS0为整车坐标系；

S102：通过偏移坐标系的方法创建坐标系CS1，CS1为发动机坐标系，以CS0和CS1作为参照，建立变速器输出法兰端的基准点PNT_A；

S103：以CS0作为参照，草绘中桥的运动几何特征并形成草绘一；

S104：以CS0作为参照，草绘后桥的运动几何特征并形成草绘二；

S105：以草绘一为参照，插入坐标CS2，坐标CS2为中桥坐标；

S106：以草绘二为参照，插入坐标CS3，坐标CS3为后桥坐标；

S107：以草绘一为参照，插入中桥的输入端法兰面的基准点PNT1和中桥的输出端法兰面的基准点PNT2；

S108：以草绘二为参照，插入后桥的输入端法兰面的基准点PNT3；

S109：以CS0作为参照，分别插入第一吊板的基准轴i1，和第二吊板的基准轴i2；

S110：在基准轴i1上插入第一吊装点PNT_X1，在基准轴i2上插入第二吊装点PNT_X2；

S200：建立传动轴，包括：

S201：插入第一非伸缩传动轴的终点PNT4，PNT_A、PNT_X1和PNT4三点共线，且PNT_X1和PNT4之间的间隔距离为R1，R1为常数；

S202：插入第二非伸缩传动轴的终点PNT5，PNT4、PNT_X2和PNT5三点共线，且PNT_X2和PNT5之间的间隔距离为R2，R2为常数；

S203：草绘连接PNT5和PNT1的线段为第一伸缩传动轴，草绘连接PNT2和PNT3的线段为第二伸缩传动轴；

S300：创建分析对象的测量特征；

选取第一伸缩传动轴作为分析对象，点击保存图标，生成测量特征MEASURE_SUMMARY_1，选取第二伸缩传动轴作为分析对象，点击保存图标，生成测量特征MEASURE_SUMMARY_2；

S400：分析第一伸缩传动轴和第二伸缩传动轴的长度，包括：

S401：通过菜单“分析”下的“敏感度分析”，仿真分析第一伸缩传动轴的长度，并获得第一伸缩传动轴的长度变化范围为N1～N2；

S402：通过菜单“分析”下的“敏感度分析”，仿真分析第二伸缩传动轴的长度，并获得第二伸缩传动轴的长度变化范围为N3～N4。

2.根据权利要求1的基于CREO的传动轴设计方法，其特征在于，S109包括：

S1091：以CS0作为参照，插入车辆横梁中的第一横梁的两个端点PNT_B11和PNT_B12，草绘过PNT_B11和PNT_B12的直线L1，在L1上插入第一连接点PNT_B1，第一连接点PNT_B1为第一吊板和第一横梁的连接点；

S1092：插入车辆横梁中的第二横梁的两个端点PNT_B21和PNT_B22，草绘过PNT_B21和PNT_B22的直线L2，在L2上插入第二连接点PNT_B2，第二连接点PNT_B2为第二吊板和第二横梁的连接点；

S1093：插入过PNT_B1的基准轴i1，i1与L1呈第一预设角度，插入过PNT_B2的基准轴i2，i2与L2呈第二预设角度。

3.根据权利要求2的基于CREO的传动轴设计方法，其特征在于，S110中，PNT_X1与PNT_B1间隔第一预设距离，第一预设距离为第一吊板的长度；PNT_X2与PNT_B2间隔第二预设距离，第二预设距离为第二吊板的长度。

4.根据权利要求1的基于CREO的传动轴设计方法，其特征在于，S401包括：

点击菜单“分析”下的“敏感度分析”，弹出“敏感度”对话框，然后点选“尺寸”选项，从草绘图形中选择中桥的轮心高度尺寸，并填写320mm，填写“变量范围”，最小为150mm，最大为330mm，然后点击“出图用参数”，选择MEASURE_SUMMARY_1作为出图参数，步数填写20，点击“计算”，生成第一伸缩传动轴的长度仿真图形，从生成的第一伸缩传动轴的仿真图形中，获取第一伸缩传动轴的长度的最小尺寸N1和最大尺寸N2，N1＝1216mm；N2＝1239mm，第一伸缩传动轴的长度变化范围为1216mm～1239mm。

5.根据权利要求1的基于CREO的传动轴设计方法，其特征在于，S402包括：

S4021：设置后桥在后桥的下跳极限位置，仿真中桥由中桥的下跳极限位置运动到中桥的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴的长度仿真图形T1；

S4022：设置后桥在后桥的上跳极限位置，仿真中桥由中桥的下跳极限位置运动到中桥的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴的长度仿真图形T2；

S4023：设置中桥从中桥的下跳极限位置运动到中桥的上跳极限位置，同时，后桥从后桥的下跳极限位置运动到后桥的上跳极限位置，得到第二伸缩传动轴的长度仿真图形T3；

S4024：从第二伸缩传动轴的长度仿真图形T1、第二伸缩传动轴的长度仿真图形T2和第二伸缩传动轴的长度仿真图形T3中获取第二伸缩传动轴的最小尺寸N3和最大尺寸N4，第二伸缩传动轴的长度变化范围为N3～N4。

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