专利名称：一种变截面驱动轴的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车驱动轴总成技术领域，更具体的说，本实用新型是一种变截 面驱动轴。
背景技术：
驱动轴的一阶弯曲模态对整车的NVH(声振粗糙度)性能和可靠性、耐久性有重大 影响，然而，由于汽车厂商普遍面临降成本和轻量化的压力。驱动轴的重量受到严格的限 制，在驱动轴的长度不能减短的前提下，目前公知的解决办法是将驱动轴的半轴直径减小， 但半轴的外形没变，如图1所示，半轴的截面是不变的，这样虽然减轻了重量，但也会造成 驱动轴的一阶弯曲固有频率较低(低于200Hz)，在低频范围内，驱动轴极易受到发动机的 激励产生共振，不但会造成驱动轴本身的使用寿命降低，也会造成汽车上其它部件的使用 寿命降低。
实用新型内容本实用新型为解决现有技术中因驱动轴的半轴直径减小而造成驱动轴一阶弯曲 固有频率较低，从而使驱动轴易受到发动机的激励产生共振等问题，提供一种变截面驱动 轴o为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种变截面驱动轴，包括半 轴和装配在半轴两端的万向节，所述半轴为阶梯轴，中间设有外凸的台阶。在驱动轴半轴一 阶弯曲变形幅值最大的中间部位，加大其直径，提高驱动轴半轴的弯曲强度和扭转强度，有 效降低驱动轴的一阶弯曲变形幅值，同时还能提高驱动轴的固有频率，使其避开发动机的 低频激励；半轴的两端，其一阶弯曲变形幅值小，减小其直径，从而达到减轻重量、降低成本 的目的。作为优选，所述台阶的直径比半轴两端的直径大10% -20%。台阶直径与半轴两 端直径的差值比例如果超出10% -20%范围，虽然也能达到弯曲强度和扭转强度的要求， 但是达不到减轻重量、降低成本的目的。现有半轴其截面是不变的，与现有半轴相比，本实 用新型半轴中间部位的台阶直径要比同等性能要求的现有半轴直径大，本实用新型半轴两 端的直径要比同等性能要求的现有半轴直径小。
/d飞 一 d，作为优选，所述台阶⑵的长度符合公式&r其中，,d2为半轴
M — A~ xlijA= u2
(1)两端的直径，d3为台阶(2)的直径，L为半轴(1)的长度。台阶直径与半轴两端直径的 差值比例决定了台阶的长度，差值比例的取值范围为10% _20%，差值越大，则台阶的长度 越小。作为优选，所述阶梯轴相邻阶梯面之间设有平滑过渡的圆角。相邻阶梯面之间通 过平滑的圆角过渡，可以避免应力集中，提高半轴的弯曲强度和扭转强度。本实用新型的有益效果半轴采用变截面的阶梯轴，提高了驱动轴的弯曲强度和扭转强度，有效降低驱动轴的一阶弯曲变形幅值，同时还能提高驱动轴的固有频率，使其避 开发动机的低频激励；减轻整车重量、降低成本，符合汽车轻量化的发展趋势。
图1是现有驱动轴的外形图；图2是本实用新型的外形图；图3是现有驱动轴半轴的尺寸图；图4是本实用新型半轴的尺寸图。附图标记说明1-一半轴，2—台阶。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。实施例1 如图3、4所示，半轴1的长度L = 500mm，材料密度为7. 8g/cm3，施加力矩K = 6000N/mm,台阶2两侧的半轴直径d2 = 25mm,台阶2的直径d3 = 27. 5mm,则台阶2的长度 L = 200mm，根据计算得到半轴1的质量m = 2074. 166g ；通过计算机软件模拟，在刚度条件 和强度条件与本实用新型实施例1方案一样的前提下，按现有的技术方案设计的半轴1直 径屯=26. 4mm，根据计算得到半轴1的质量m = 2133. 743g ；本使用新型方案的质量减轻 2. 79%。实施例2:如图3、4所示，半轴1的长度L = 500mm，材料密度为7. 8g/cm3，施加力矩K = 6000N/mm,台阶2两侧的半轴直径d2 = 25mm,台阶2的直径d3 = 28. 75mm,则台阶2的长度 L = 90mm，根据计算得到半轴1的质量m = 2024. 513g ；通过计算机软件模拟，在刚度条件 和强度条件与本实用新型实施例2方案一样的前提下，按现有的技术方案设计的半轴1直 径屯=26. 3mm，根据计算得到半轴1的质量m = 2117. 609g ；本使用新型方案的质量减轻 4. 40%。实施例3:如图3、4所示，半轴1的长度L = 500mm，材料密度为7. 8g/cm3，施加力矩K = 6000N/mm,台阶2两侧的半轴直径d2 = 25mm,台阶2的直径d3 = 30mm,则台阶2的长度= 50mm，根据计算得到半轴1的质量m = 1997. 629g ；通过计算机软件模拟，在刚度条件和强 度条件与本实用新型实施例3方案一样的前提下，按现有的技术方案设计的半轴1直径屯 =25. 8mm，根据计算得到半轴的质量m = 2037. 857g ；本使用新型方案的质量减轻1. 97%。
权利要求一种变截面驱动轴，包括半轴(1)和装配在半轴两端的万向节，其特征在于，所述半轴(1)为阶梯轴，中间设有外凸的台阶(2)。
2.根据权利要求1所述的一种变截面驱动轴，其特征在于，所述台阶(2)的直径比半轴 (1)两端的直径大10% -20%。
3.根据权利要求2所述的一种变截面驱动轴，其特征在于，所述台阶(2)的长度符合公 式L1=4*L/A2*103其中A=d3-d2/d2为半轴(1)两端的直径，d3为台阶(2)的直径，L为半 轴⑴的长度。
4.根据权利要求1所述的一种变截面驱动轴，其特征在于，所述阶梯轴相邻阶梯面之 间设有平滑过渡的圆角。
专利摘要本实用新型公开了一种变截面驱动轴，在驱动轴半轴一阶弯曲变形最大的中间部位加大其直径形成一台阶，提高其弯曲强度和扭转强度，有效降低驱动轴的一阶弯曲变形幅值，同时还能提高驱动轴的固有频率，使其避开发动机的低频激励；在半轴的两端，减小其直径，达到减轻重量、降低成本的目的。
文档编号B60B35/14GK201613783SQ20102030089
公开日2010年10月27日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者刘强, 宋百忠, 李书福, 杨健, 王海林, 肖俊香, 赵福全, 马芳武 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司;浙江吉利控股集团有限公司