CN202685935U

CN202685935U - 一种专用车辆减小传动轴扭振的装置

Info

Publication number: CN202685935U
Application number: CN 201220365506
Authority: CN
Inventors: 东权; 苏锦涛; 刘东宏; 张丰利; 张付义
Original assignee: Xuzhou Heavy Machinery Co Ltd
Current assignee: Xuzhou Heavy Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2022-07-27

Abstract

本实用新型涉及一种专用车辆减小传动轴扭振的装置，所述专用车辆上包括发动机及其悬置、发动机后的第一传动轴、万向联轴器、传动轴中间支撑、第二传动轴、变速箱辅助支撑、变速箱及分动箱，所述传动轴中间支撑包括至少第一中间支撑、第二中间支撑，以及中间支撑联轴器，所述第一中间支撑和第二中间支撑的内部均设有通孔，所述中间支撑联轴器穿过所述第一中间支撑和第二中间支撑的通孔形成传动轴双中间支撑结构，并且，所述第一传动轴和第二传动轴之间的轴向角度α满足：1.4゜≤α≤3.0゜。本实用新型改变传动轴中间支撑的方式，有效地解决破损问题，同时，本实用新型还有效地减小了传动轴的径向跳动，对削弱传动轴扭振具有良好的效果。

Description

一种专用车辆减小传动轴扭振的装置

技术领域

本实用新型涉及一种减小传动轴扭振的机构，特别是涉及一种专用车辆减小传动轴扭振的装置。

背景技术

现有技术中两桥越野工程车动力传动系统的布置如图1所示，其主要由发动机及其悬置8、散热风扇9、发动机飞轮壳7、发动机后的第一传动轴6、万向联轴器5、传动轴中间支撑4、第二传动轴3、变速箱辅助支撑2、变速箱及分动箱1组成。

动力传输由分动箱将变速箱输出的动力经过两根独立轴传递至前转向/驱动桥与后驱动桥，从而完成车辆的动力传输。现有技术中该种结构布置的方式具有结构简单、动力传递效率高、分动箱与变速箱集成于一体、变速与动力传递便捷等优势。但是，在变速瞬间，传动轴所受的径向力与附加弯矩过大，需要对第一传动轴6与第二传动轴3之间的轴向空间角度进行合理的布置；同时，由于对于传动轴中间支撑4的要求较高，传动轴中间支撑还是受传动轴不平衡力与偏心等因素引起的径向力的主要载体，因此合理的布置传动轴之间的轴向安装角度与选用合适的中间支撑，对于减小由传动轴径向力与负荷反力矩而引起的扭振具有重要意义。

其中，传动轴中间支撑的作用为：传动轴分段时需要设置中间支撑，中间支承通常安装在车架横梁上或车身底架上，以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差以及车辆行驶过程中由于发动机窜动或车架等变形所引起的位移；目前广泛采用橡胶弹性中间支承，其结构中采用单列滚珠轴承，橡胶弹性元件能吸收传动轴的振动，降低噪声。

此外，根据目前市场的反馈，上述现有技术该种动力传动结构的传动轴中间支撑容易出现断裂现象，而且传动轴在高速运转时存在扭振现象。上述的扭振是关于传动系统激励频率对固有频率影响程度的计算，反映了系统是否存在谐振（共振）的危险程度，主要与系统各组成件的转动惯量和扭转刚度有关，产生扭转振动的根本原因是旋转机械的主动力矩与负荷反力矩之间失去平衡，致使合成扭矩的方向来回变化。

在实际应用中，针对上述传动轴中间支撑断裂的问题，通常首先是检查传动轴中间支撑的轴承破损状况；若轴承出现破损则进行更换轴承，若轴承与轴承支撑装置均出现磨损则更换整套中间支撑装置。对于如何避免破损问题出现，现阶段仍无具体解决措施。所以，现阶段的技术只能针对故障进行更换部件，而无具体解决措施。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种可以解决传动轴因负载反力矩、径向力过大而引起的传动轴扭振以及传动轴中间支撑破损等问题的专用车辆减小传动轴扭振的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种专用车辆减小传动轴扭振的装置，所述专用车辆上包括发动机及其悬置、发动机后的第一传动轴、万向联轴器、传动轴中间支撑、第二传动轴、变速箱辅助支撑、变速箱及分动箱，所述传动轴中间支撑包括至少第一中间支撑、第二中间支撑，以及中间支撑联轴器，所述第一中间支撑和第二中间支撑的内部均设有通孔，所述中间支撑联轴器穿过所述第一中间支撑和第二中间支撑的通孔形成传动轴双中间支撑结构，并且，所述第一传动轴和第二传动轴之间的轴向角度α满足：1.4゜≤α≤3.0゜。

优选地，所述第一传动轴和第二传动轴之间的轴向角度α满足：2.0゜≤α≤2.5゜。

更优选地，所述第一中间支撑和第二中间支撑的底面通过螺栓与车辆的车架相连。

优选地，所述变速箱辅助支撑包括分别位于变速箱前、右、左侧的变速箱前辅助支撑、变速箱右支撑和变速箱左支撑。

进一步优选地，所述变速箱前辅助支撑为一点式支撑。

优选地，所述变速箱辅助支撑上还安装有减振块结构。

优选地，所述减振块结构包括具有“凹”型区域的减振块空心壳体以及与所述“凹”型区域相配合的橡胶块，所述橡胶块的内部设有工字型板，所述橡胶块的上部设有橡胶块连接孔。

优选地，所述装置还包括与所述减振块空心壳体形状、尺寸相配合的支撑架以及减振块底座，所述减振块底座上设有金属底座连接孔。

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：

本实用新型设置了传动轴双中间支撑结构，并改变了第一传动轴和第二传动轴之间的轴向安装角度，因此，改变传动轴中间支撑的方式，有效地解决破损问题，同时，本实用新型还有效地减小了传动轴的径向跳动，对削弱传动轴扭振具有良好的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有动力传动系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图3为本实用新型传动轴双中间支撑结构的结构示意图；

图4为图3所示结构的俯视剖面图；

图5为图3所示结构的侧视剖面图；

图6为图3中变速箱部分的结构示意图；

图7为图6所示结构的俯视示意图；

图8为本实用新型减振块结构的结构示意图；

图9为图8所示结构的侧视剖面图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

参见图2～图9，其中示出了本实用新型的各种优选实施例。

首先，参见图2，在本实用新型的专用车辆减小传动轴扭振的装置中，所述专用车辆上包括发动机及其悬置8、发动机后的第一传动轴6、万向联轴器5、传动轴中间支撑40、第二传动轴3、变速箱辅助支撑、变速箱及分动箱1，所述传动轴中间支撑40包括至少第一中间支撑41、第二中间支撑42，以及中间支撑联轴器43，如图3所示；本实用新型的传动轴中间支撑40可以包括多个中间支撑单体，在本实施例中，包括了两个中间支撑单体，即：第一中间支撑41、第二中间支撑42；所述第一中间支撑41和第二中间支撑42的内部均设有通孔，所述中间支撑联轴器43穿过所述第一中间支撑41和第二中间支撑42的通孔形成传动轴双中间支撑结构，第一中间支撑41、第二中间支撑42分别安装在各自的轴承座44上，如图3、图4和图5所示，本实用新型的此种传动轴双中间支撑结构，能够有效地减小传动轴的径向跳动，对削弱传动轴的扭振具有显著的效果；并且，本实用新型所述的第一传动轴6和第二传动轴3之间的轴向角度α满足：1.4゜≤α≤3.0゜，如图1所示，更优选地，所述轴向角度α满足：2.0゜≤α≤2.5゜。

本实用新型的实用新型人通过如下方式，通过大量实验获得了所述轴向角度α的最优数值区间：

首先，在发动机飞轮壳处设置三轴向加速度传感器、在传动轴中间支撑处设置三轴向加速度传感器、在第二传动轴处设置无线扭矩测试传感器、在第一传动轴处设置无线扭矩测试传感器、在变速箱辅助支撑设置垂直方向加速度传感器；

然后设置多通道数据采集系统，采集上述各个传感器所获得的相应数据。

其中，上述各个传感器的布置遵循如下原则：

1、发动机飞轮壳处三轴向加速度传感器布置在飞轮壳外侧靠近第一传动轴6与发动机连接面处，高度与第一传动轴6的轴线距离约为30mm。

2、中间支撑三轴向加速度传感器布置在支撑内侧、轴承外侧，与轴承支座金属表面贴合，避免与支撑中间橡胶层接触。

3、无线扭矩传感器分别固定在第一传动轴的中间和第二传动轴靠近变速箱处，以便测试变速箱引起的不平衡力矩；扭矩传感器与轴一起运转，要求安装固定可靠。

4、变速箱辅助支撑处加速度传感器布置在靠近第二传动轴与变速箱输入轴连接面±40mm。

根据上述测试装置，可以实时检测两段传动轴的扭矩以及传动轴中间支撑的径向加速度与跳动位移，后续每一种结构的改进均通过该测试装置验证扭振状况。

具体测试方法如下：

（1）、由于变速箱与发动机已完成空间定位，因此通过改变传动轴中间支撑与车架连接处的距离，实现第一、第二传动轴的轴向角度的变化。

（2）、调整第一传动轴、第二传动轴的轴向角度α为3.8°，如图2所示。

（3）、按照步骤（1）中安装规则，安装扭振测试装置。

（4）、发动机高速运转，转速稳定在2100～2300rpm之间，记录各测试数据并存储。

（5）、调整选择不同的第一传动轴、第二传动轴之间的轴向角度α。

（6）、在不同的轴向角度α下，分别按照步骤（4）进行单独测试，并存储数据。

（7）、对比各轴向角度α的扭振测试数据，扭振负载反力矩较小的数值区间为：1.4゜≤α≤3.0゜，而多组实验中更优选的轴向角度α数值区间为2.0゜≤α≤2.5。

此外，优选地，所述第一中间支撑41和第二中间支撑42的底面通过螺栓与车辆的车架相连。

参见图6和图7，所述变速箱辅助支撑包括分别位于变速箱前、右、左侧的变速箱前辅助支撑22、变速箱右支撑23和变速箱左支撑24。优选地，所述变速箱前辅助支撑22为一点式支撑，由此使得变速箱前辅助支撑22与变速箱右支撑23、变速箱左支撑24构成三点确定支撑的固定平面。

如图8和图9所示，所述变速箱辅助支撑上还安装有减振块结构30，具体地，所述的减振块结构30安装在图7中变速箱辅助支撑上的A处；进一步，所述减振块结构30包括具有“凹”型区域的减振块空心壳体31以及与所述“凹”型区域相配合的橡胶块34，所述橡胶块34的内部设有工字型板33，所述橡胶块34的上部设有橡胶块连接孔32。更优选地，所述装置还包括与所述减振块空心壳体31形状、尺寸相配合的支撑架35以及减振块底座37，所述减振块底座37上设有金属底座连接孔36。

具体地，减振块结构30通过所述的金属底座连接孔36以及与金属底座连接孔36相配合的减振橡胶块螺栓（图中未示出）与上下结合面连接，具有较好的定位效果；同时，本实用新型采用阻尼系数为0.15～0.25、耐温范围为-50゜～80゜的变截面橡胶块34，以及在减振橡胶块34中增加阻尼孔、中心线位置增加动态刚度适中的工字型板33等结构，进一步起到了振动衰减的作用。并且，本实用新型为了考虑最佳的刚度质量组合，在设计上还采用了减振块结构30的左、右两侧部分设置了减振块空心壳体31，如图8所示；本实用新型的减振块结构30能承受300N～5000N范围内的额定载荷，适用范围广，具有性价比高，而且具有维护方便、可二次更换减振橡胶、抗冲击性强等优点。

需要说明的是，本实用新型以图1和图2中的右侧方向为“前”，左侧方向为“后”。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种专用车辆减小传动轴扭振的装置，所述专用车辆上包括发动机及其悬置（8）、发动机后的第一传动轴（6）、万向联轴器（5）、传动轴中间支撑（40）、第二传动轴（3）、变速箱辅助支撑（2）、变速箱及分动箱（1），其特征在于：所述传动轴中间支撑（40）包括至少第一中间支撑（41）、第二中间支撑（42），以及中间支撑联轴器（43），所述第一中间支撑（41）和第二中间支撑（42）的内部均设有通孔，所述中间支撑联轴器（43）穿过所述第一中间支撑（41）和第二中间支撑（42）的通孔形成传动轴双中间支撑结构，并且，所述第一传动轴（6）和第二传动轴（3）之间的轴向角度α满足：1.4゜≤α≤3.0゜。

2.根据权利要求1所述的专用车辆减小传动轴扭振的装置，其特征在于：所述第一传动轴（6）和第二传动轴（3）之间的轴向角度α满足：2.0゜≤α≤2.5゜。

3.根据权利要求2所述的专用车辆减小传动轴扭振的装置，其特征在于：所述第一中间支撑（41）和第二中间支撑（42）的底面通过螺栓与车辆的车架相连。

4.根据权利要求2所述的专用车辆减小传动轴扭振的装置，其特征在于：所述变速箱辅助支撑（2）包括分别位于变速箱前、右、左侧的变速箱前辅助支撑（22）、变速箱右支撑（23）和变速箱左支撑（24）。

5.根据权利要求4所述的专用车辆减小传动轴扭振的装置，其特征在于：所述变速箱前辅助支撑（22）为一点式支撑。

6.根据权利要求1或5所述的专用车辆减小传动轴扭振的装置，其特征在于：所述变速箱辅助支撑（2）上还安装有减振块结构（30）。

7.根据权利要求6所述的专用车辆减小传动轴扭振的装置，其特征在于：所述减振块结构（30）包括具有“凹”型区域的减振块空心壳体（31）以及与所述“凹”型区域相配合的橡胶块（34），所述橡胶块（34）的内部设有工字型板（33），所述橡胶块（34）的上部设有橡胶块连接孔（32）。

8.根据权利要求7所述的专用车辆减小传动轴扭振的装置，其特征在于：所述装置还包括与所述减振块空心壳体（31）形状、尺寸相配合的支撑架（35）以及减振块底座（37），所述减振块底座（37）上设有金属底座连接孔（36）。