万向节是各类车辆传动系中传递扭矩的关键零件之一，它是连接变速器与减速器之间的桥梁，其工作性能直接影响车辆能否正常工作。由于万向节叉形状复杂，传统的设计方法是根据经验确定万向节叉的尺寸，但按照这种方法设计出的万向节很难达到最优的结果，所以对设计的合理性提出了疑问：是否有强度与刚度储备较大造成材料与产能巨大浪费现象。这为传动轴万向节叉的轻量化设计及最优化设计提出了迫切的要求，其经济效益和社会效益的潜力是不言而喻的。因此，通过本课题的研究可以完成理论课程的实践总结，掌握一种流行的设计方法和软件，获得一定的研究工作方法，提高科研工作素质。国内外此前对万向传动装置已有不少研究。
- 国内研究概况
国内对万向传动装置的研究已经比较成熟。王学军提到万向传动装置的作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴,并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下,仍能可靠地传递动力。它主要由万向节、传动轴和中间支承组成[1]。2012年11月15日，赵远，王晓，潘成杰发表了《十字轴式多传动轴的运动学仿真分析》[2]，主要研究了为改善矿用车辆传动系统的可靠性和效率低下的问题,针对十字轴式刚性万向节多传动轴模型进行了理论分析和ADAMS运动学仿真分析。得出输入传动轴、中间铰接轴以及输出传动轴的角速度曲线,证明了两轴有交角情况下万向节的不等速性;输入输出平行传动可抵消两个万向节的不等速效应;以及交角过大导致传动故障的重要结论,为传动装置设计工作提供了有效依据。王建高在《万向传动装置故障的检测与排除》[3]提到随着高速公路建设事业的迅速发展。公路载货汽车平均车速明显提高。用户开始选择具备高速行驶能力的大吨位载货汽车。平均车速的提高,对万向传动装置的高速稳定性提出了更高的要求。万向传动装置在汽车工作过程中,受载货、路面、扭力变化等影响,在其高速旋转过程中,由于离心力的作用,极容易产生剧烈振动和异响。如何对故障进行准确诊断,彻底排除,这就需要我们对万向传动装置做系统分析。吴政清在2010年五月详细介绍了万向传动装置安装的原则、方法,使用中的正确润滑及常见故障诊断与排除[4]。杨宏雨,王森在2005年介绍了一种汽车转向传动装置综合性能实验设备测控系统的开发。具体阐述了系统的结构组成及功能、工作原理和测控系统软件设计。该系统可进行不同车型转向传动装置性能及强度试验,具备先进的数据采集及控制手段[5]。还有人以多体动力学为基础,应用机械系统动力学仿真软件Adams建立某微车万向传动装置组成的仿真模型,通过调整传动轴轴管尺寸对万向传动装置的振动进行优化设计仿真,并用实车测试与仿真分析结果进行对比分析,实车测试结果验证了研究对微型车万向传动装置的振动所作的优化设计能有效的降低万向传动装置的振动与噪声,改善了整车的NVH特性,对传动系统的优化设计具有一定的指导作用[6]。早在1999年，吴汀,杨万福就提出了汽车传动系万向传动装置的多目标优化设计的数学模型，选用合适的优化算法，编制了计算程序。实例计算表明，多目标优化设计比单目标优化设计更全面、更合理[7]。在实例方面，2001年马康俊等人就黄海DD680客车万向传动装置的主要故障──振动和异响的特征及产生的原因进行了准确描述，对于准确判断黄海DD608客车万向传动装置故障有一定的参考价值[8]。2003年，王建民简述EQ1090载货汽车万向传动装置的构成,分析了该装置发响和传动轴摆振的故障;从传动轴的弯曲、花键、摆振和中间支撑四方面介绍了相应的修复方法[9]。在电动汽车方面也有涉猎，刘国田等人在产品设计过程中,建立三维零件模型并对其参数化是提高产品设计效率的有效途径。应用Pro/E二次开发软件Automation GateWay,在Visual Basic 6.0环境下通过软件编程建立用户界面,方便地实现零件三维实体参数化设计。介绍了汽车万向传动装置的参数化设计的实现[10]。总之，我国对万向传动装置上的研究设计各个领域，但还是有一定的提升空间，结合现代科技，一定能设计出更好的结构。
二、国外研究概况
国外对万向传动装置的研究与生产都比国内药成熟许多，MJMFFimeche在Conceptual Design for Engineers中主要谈到了对万向传动装置的设计概念[11]。J Quarg,W Wamecke在Das Verbrauchsminimierte Automobil中也谈到了自己对万向传动装置的分析与设计理念[12]。还有许多人也为万向传动装置的设计及优化做出了杰出的贡献。
参考文献：
[1]王学军. 汽车万向传动装置结构分析[J]. 科技与企业,2015,(10):242.
[2]吴政清. 万向传动装置的安装和润滑[J]. 建筑机械化,2010,(05):88-89.
[3]王建高. 万向传动装置故障的检测与排除[J]. 汽车科技,2005,(02):53-54.
[4]吴政清. 万向传动装置的安装和润滑[J]. 建筑机械化,2010,(05):88-89.
[5]杨宏雨,王森. 汽车转向传动装置综合性能测控系统开发[J]. 微计算机信息,2009,(05):247-248 267.
[6]廖抒华,杨帆,唐兴,赵亮,陈坤,钟凡. 基于ADAMS的微车万向传动装置的振动优化[J]. 广西科技大学学报,2014,(02):50-53.
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