汽车传动轴十字轴CAE分析
一、课题的目的及意义
万向节是实现变角度动力传递的机件，主要作用是在不同轴线上的轴之间传递转矩，用于需要改变传动轴线方向的位置。按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节三种。十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜。这种刚性万向节可以保证在轴向夹角变化时可靠的传动，结构简单，并有较高的传动效率，因此在现代汽车上广泛被采用，其缺点是单个万向节在输入轴和输出轴之间有夹角的情况下，其两轴的角速度不相等。它是由两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。两万向节叉上的孔分别套在十字轴的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动，这样就适应了夹角和距离同时变化的需要。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。[1]万向节十字轴上的滚针轴承不是作旋转运动，而是摆动，其载荷呈交变的周期变化，[2]因此，万向节常常因为十字轴和十字轴上的滚针轴承的过早破坏，满足不了用户对万向节十字轴的要求。十字轴是万向节轴中至关重要的部件，因此对十字轴进行CAE分析是有十分重要的意义。
此次毕业论文就针对某厂生产的汽车传动轴在使用过程中发现万向节譆@芍械墓稣胫岢械撞糠⑸缙谏帐词В陨帐吹脑蚪蟹治龊徒邢嘤Φ募扑悖岢龈慕胧Ⅻbr>二、国内外的研究现状分析及设计方案比较、选型分析
十字轴实际使用寿命大大低于设计寿命，其烧蚀的原因比较复杂，可能产生于设计加工运行等整个寿命期间的某些环节，为准确判明事故原因，彻底消除设备隐患，目前国内外基本都采用了以下基本方法分析方法，即采用材料机械性能及金相分析、失效分析法、CAE分析法，从而判明十字轴早期烧蚀失效的原因。
金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。采用计算机图像分析系统可以很方便地测出特征物的面积百分数、平均尺寸、平均间距、长宽比等各种参数，然后根据这些参数来确定特征物的三维空间形态、数量、大小及分布，并与材料的机械性能建立内在联系，为更科学地评价材料、合理地使用材料提供可靠的数据。[3] 蔡素然[2]通过对汽车55RLFL万向节十字轴譆@墒倜匝榈难肥
