卡环结构对拔脱力的影响研究

10.16638/ki.1671-7988.2019.01.040

卡环结构对拔脱力的影响研究

孟祥伟1，王进2

（1.安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601；

2.万向钱潮股份有限公司芜湖分公司，安徽芜湖241000）

摘要：文章分析了驱动半轴连接卡环的结构和影响因素，并利用试验台架对相关影响因素进行测量验证，对比分析，最终确定连接卡环的最佳方案。

关键词：驱动半轴；连接卡环；拔脱力

中图分类号：U463 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)01-126-02

Influence of ring structure on pull-out force

Meng Xiangwei1, Wang Jin2

( 1.Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601;

2.WanXiangQianChao Co., Ltd. WuHu Branch, Anhui Wuhu 241000 )

Abstract: In this paper, the structure and influencing factors of driving half-axle connecting ring are analyzed, and the related influencing factors are measured and verified by the experimental bench, and the optimal scheme of connecting ring is finally determined bu comparative analysis.

Keywords: drive shaft; link ring; pull-out force

CLC NO.: U463 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)01-126-02

前言

现代轿车一般采用动力总成前置前驱的传动系统，这样既能保证整车结构紧凑，又能保证传动系统有较高的传动效率。在前置前驱车型的传动系统中，动力的传递一般主要依靠驱动半轴。驱动半轴一端连接轮毂总成，通过花键和螺母锁紧连接固定；另一端连接变速箱减速器，通过花键和连接卡环连接固定。驱动轴与变速箱减速器连接方式如图1所示。

变速箱减速器里一般设有卡环槽，驱动半轴装配完成后，卡环要落在卡环槽中。同时连接卡环与卡环槽要确保设计为过盈配合，以保证驱动半轴总减速器中拔出是有一定的拔脱力，防止车辆行驶过程中驱动半轴从减速器种脱出。本文主要研究连接卡环的结构以及配合过盈量对驱动半轴拔脱力的影响。

图1 驱动轴与变速箱连接示意图

1 连接卡环的结构

连接卡环材料一般是65Mn弹簧钢，钢丝经过弯曲，加工成开口的圆环或类圆环。驱动半轴上常用的连接接卡环有两种结构。一种是正圆形，是在圆环的基础上开口，如图2所示。另一种是异型卡环，是在圆环的口部内弯，再加工一个半径为R圆弧，如图3所示。

作者简介：孟祥伟(1986- )，男，工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司，担任底盘设计主管。

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孟祥伟 等：卡环结构对拔脱力的影响研究

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图2 圆形卡环 图3 异型卡环

2 拔脱力的影响分析

连接卡环一般装配在驱动半轴花键端部。设计时，一方面要考虑轴向尺寸，确保装配后卡环能落到槽内；另一方面要考虑径向尺寸，包装卡环与卡环槽为过盈配合。通常情况下，拔脱力要求在1000N 至3000N 之间，拔脱力过小，驱动半轴容易从减速器中脱出，拔脱力过大，则更换零件时会不容易拆下。影响驱动轴从减速器中拔出的拔脱力的大小，主要有4个方面的因素。

（1）差速半轴卡环槽的斜面角度。常用的有60°、45°。 （2）卡环与卡环槽径向配合的过盈量。一般通过变更连接卡环的外径来控制过盈量。

（3）卡环线径，即弹簧钢丝的直径。常用的有φ1.8和φ2.0。

（4）卡环的结构类型。如图2和图3所示。 对于以上因素，最常用的是通过调整卡环与卡环槽径向配合公差来调整拔脱力的大小。

3 影响因素对比验证

某车型变速箱差速半轴卡环槽的斜面为45°，该差速半轴已完成开发，无法进行更改。为了选配合适的连接卡环，拟通过实物验证进行卡环选配。验证工具为试验用拉力机，最大拉力为15000N 。测试对比结果如表1所示。

表1 拔脱力测试结果

（1）对比a 和b 、c 和d 测试结果，卡环外径、线径相同时，圆形卡环拔脱力大于异型卡环的拔脱力。结构类型对拔脱力的影响比较明显。

（2）对比a 和c 、b 和d 、e 和f 测试结果，卡环外径、结构类型相同时，线径越大，拔脱力越大，但差距不明显。

（3）对比a 和e 、c 和f 测试结果，卡环线径、结构类型相同时，外径越大，拔脱力越大。外径对拔脱力影响比较明显

（4）通过以上测试结果的平均拔脱力值对比，该研究车

型可选择c 种类型的连接卡环。 4 结论

本文主要介绍了驱动半轴连接卡环的结构，简要分析了连接卡环对拔脱力的影响因素，并通过实物台架测试结果，验证了卡环外径、线径、结构类型对拔脱力的影响大小。最终根据测试结果选择合适的卡环用于所研究的车辆。

参考文献

[1] 刘维信.汽车设计[M].北京.清华大学出版社.2001.

[2] 刘维信.机械最优化设计（第二版)[M].北京:清华大学出版社.

1994.

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