汽车全浮式半轴的可靠性优化设计

王洪宝

摘 要：为了优化汽车全浮式半轴结构，从可靠性的角度出发，分析该半轴的扭转强度、扭转刚度等多个指标，建立数学模型，通过matlab得到最优解，与传统的优化设计相比，该方法更可靠与经济。关键词：可靠性;全浮式半轴;优化设计中图分类号：U463.2  文献标志码：A  文章编号：1671-7988（2019）01-137-02

The optimization design of a vehicles float type axle shaft based on reliability theory

Wang Hongbao

（ Suzhou Institute of Industrial Technology， department of automotive engineering， Jiangsu Suzhou 215104 ）

Abstract： To optimize the structure of a vehicle s float type axle shaft， from the perspective of reliability， a mathematical model is established by analyzing the strength， stiffness and other indicators of half shaft. Then the optimal solution is obtained by matlab. Compared with the traditional optimization design， this method is more reliable and economic.Keywords： reliability; float type axle shaft; optimization designCLC NO.： U463.2  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）01-137-02

1 引言

近年来不断出现的“断轴门” ^[1]严重影响了人民群众的生命财产安全，引起了社會大众对车辆安全的不断讨论。断轴即断了半轴，半轴是车辆行驶系统中重要的组成部分，其连接差速器与驱动轮，传递扭矩。可分为全浮式半轴、半浮式半轴、3/4浮式半轴。全浮式与半浮式应用较为广泛，文中主要对全浮式半轴进行优化设计。全浮式半轴的结构特点是外端凸缘用螺钉与轮毂相连，而轮毂又借用两个圆锥滚子轴承支撑于驱动桥壳的半轴套管上，理论上只承受转矩，主要用于总质量较大的商用车上。

由于半轴承受较大的载荷，且其工作的可靠性决定了车辆的安全性能，因此需要将可靠性这一重要指标纳入商用车半轴的设计，考虑各参量的统计分散性，进行随机不确定分析^[2]。因此本文在对半轴的扭转强度与扭转刚度进行设计的基础上，同时分析其可靠性，采用最优化算法，得到最优解。

2 全浮式半轴的参数设计

由于半轴所受的扭矩较大，设计为实心圆柱，为降低生产成本，以半轴的质量最低为优化目标，即体积最小，分析半轴的扭转强度、扭转刚度、可靠性完成优化。……