传动轴总成系统设计开发指南 奇瑞汽车有限公司 编制日期：2005-03-23 编者：何迅 版次：01 第11页 共21页
c)Ｗheel侧CVJ的耐久寿命的预测
关于Ｗheel侧CVJ的耐久寿命的预测，为了提高精度，应该包括实车的操舵频度在内，研究CVJ的寿命，设定CVJ的Size。【CVJ寿命研讨概要】
（１）FF车（Front Engine & Front Drive ）的Drive Shaft，在 Ｗheel侧使用BJ,在Differentia侧使用TJ或者DOJ、一般情况下，组合使用同Size的CVJ。一般情况下，代表等速Joint 自身的强度?耐久性的指标用Size来表示。同Size的CVJ、设定时Ｗheel侧BJ的载荷容量要比Differential侧TJ的载荷容量大。＜参考例：NTN会社＞
BJ82: T100＝245Nm DOJ82: T100＝230Nm
T100 的基本Torque ：CVJ夹角θ＝3°
N＝100rpm时，寿命时间为1500hr,对应的Torque可以查图表得到(２)CVJ的耐久性主要是由Torque(T)、转速(N)、夹角(θ)决定，同时还受温度（润滑）的影响。 （3）实车的CVJ的损坏一般是由于应该设有载荷余量的BJ侧的Flaking?Pitching 等的CVJ的耐久性不足引起的。推测原因主要是Ｗheel側的BJ在操舵时，一时使用大夹角而导致CVJ的损坏。（4）把实车的操舵频度列入到寿命计算的输入项目中，计算BJ的损坏值，选定BJ的最佳Size。①BJ损伤值计算：参考Birfild会社的CVJ寿命计算方式。②操舵频度：25°～40°的操舵频度使用一般车在Cross-country路面行驶时的数据
5倍以上的数据。③BJ温度预测：根据下记F值及实车温度实际测量Date进行预测。F＝(T*D*θ*N＾0.577)／(T100 *AX)
【计算理论】
（１）Birfild会社的CVJ寿命计算方式（Ball轨道面产生Pitching摩擦为止的寿命）
?ＮＸ＜1000rpm时Ｌ＝21,400＊（Ｔ１００３＊ＡＸ３／ＴＸ３＊ＮＸ＾ ０．５７７）（hour）
?ＮＸ＞1000rpm时Ｌ＝396,580＊（Ｔ１００＾３＊ＡＸ＾３／ＴＸ＾３＊ＮＸ）
传动轴总成系统设计开发指南 奇瑞汽车有限公司 编制日期：2005-03-23 编者：何迅 版次：01 （hour）在此Ｔ１００ ＾３：基本Torque
ＡＸ：角度系数 ＢＪ：ＡＸ＝（１－Sin Θ）＊Cos Θ＾２
ＤＯＪ可以查表ＴＸ：CVJ的载荷Torque
ＮＸ：CVJ的转速
（２）ＢＪ温度预测法根据下记Ｆ值及温度实际测量数据预测。Ｆ＝（Ｔ＊Ｄ＊Θ＊Ｎ＾0.577）／（Ｔ１００ ＊ＡX）
Ｄ：ＣＶＪ的Pitch Circle Diameter
（３）线形累积损伤值（Miner
第12页 共21页 值）
频度Ｎo．１２３４：：：ｎTorqueＴ１Ｔ２Ｔ３Ｔ４：：：Ｔｎ转速Ｎ１Ｎ２Ｎ３Ｎ４：：：Ｎｎ夹角Θ１Θ２Θ３Θ４：：：Θｎ运转时间Ｈ１Ｈ２Ｈ３Ｈ４：：：Ｈｎ计算寿命时间Ｌ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４：：：Ｌｎ损伤值Ｄ１Ｄ２Ｄ３Ｄ４：：：ＤｎCVJ在某一期间内按下表的频度使用时，给定Torque（Tn)、转速(Nn)、夹角(θn）时，这一载荷条件下的寿命Ｌn可以通过Birfild会社的计算公式求出来。因此，由损伤值Dn的给定公式「 Ｄn＝Ｈn／Ｌn 」可知，全寿命时间Ln中，只有在运转时间Ｈn内，才会产生寿命的消耗。从No.1到No.n 的损伤为线形累积，损伤值的合计为：Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２＋------＋Ｄｎ＝∑Ｈi／Ｌi通常当这一累积损伤值达到「Ｄ＝１」时，CVJ就会发生「
Pitching
」
，
达
到
寿
命
期
限
。
传动轴总成系统设计开发指南 奇瑞汽车有限公司 编制日期：2005-03-23 编者：何迅 版次：01 第13页 共21页
以奇瑞公司S21项目传动轴万向节的选型和寿命计算为例： /*
S21车型驱动轴万向节的选型和寿命计算
一、基本参数
1． 发动机相关参数（静功率测试状态）
最大功率：65kw/6000rpm 最大扭矩：118N·m/4500rpm 断油点：7000rpm 2． 变速器的相关参数 ig io i 传动效率 Ⅰ档 3.636 3.762 13.679 0.95 Ⅱ档 1.667 4.647 7.747 Ⅲ档 1.226 4.647 5.697 Ⅳ档 1.185 3.762 4.458 Ⅴ档 0.871 3.762 3.277 R档 2.909 4.647 13.518 3． 车轮相关参数
采用175/60 R14轮胎Rr＝0.275m 4． 整车相关参数 空载 前轴荷（Kg） 后轴荷（Kg） 轴距L（m） 质心高度h（m） 质心距前轮心距离b（m） 580 420 2.34 0.572 1.2
传动轴总成系统设计开发指南 奇瑞汽车有限公司 编制日期：2005-03-23 编者：何迅 满载 上跳点 满载点 空载点 下跳点 TJ端运动距离（mm） 2
版次：01 第14页 共21页 705 670 BJ(L) 9.371° 5.768° 6.848° 10.372° TJ(L) 11.663° 5.95° 7.232° 12.795° 17.307 BJ(R) 4.677° 3.371° 3.956° 5.277° TJ(R) 6.94° 3.553° 4.315° 7.606° 17.993 5． 驱动轴角度及TJ端运动距离参数
以满载与空载的均值作为工况点 驱动轴角度系数Ax=cosβ×（1-sinβ） 满载与空载的均值 平均夹角 二、分析计算
1、假定参数：1）φ＝1.0，振动系数Ks＝1.2，承载系数kt＝1.33
2）汽车以μ＝1，Ks＝1.2时最大扭矩起步，以发动机最大扭矩的2/3驱动
且各档匀速，各档利用率分别为：Ⅰ：1％ Ⅱ：5％ Ⅲ：27％ Ⅳ： 40％ Ⅴ：27％。
2、 起步扭矩和附着扭矩计算应力，并以两者中较小值选取CVJ尺寸 MN—传动轴的额定扭矩； MB—静态失效扭矩； Md—动态额定扭矩；
起步转矩：MA=1/2 × KS × Mmax
MA＝1/2 ×1.2× 118 × 13.679=968.47（N·m）(2轮驱动) 附着转矩：MH=1/2 × KS × G × B/(L+μ×h) ×Rr
MH =1/2 × 1.2× 1375 × 9.8× 1.2/(2.34+1×0.572) × 0.275=920.02（N·m） MN依取920.02 N·m适取球笼式万向节的系列规格
TJ取 GI型580 MN=1040 N·m MB=1900 N·m Md=220 N·m BJ 取 AC 75 MN=944 N·m Md=178 N·m 3、校核使用寿命
TJ端 Ax ix Nx Vx Mx Lhx 1 0.01 13.679 328.97 34.11 538.04 40.75 2 0.05 7.747 580.87 60.22 304.72 161.57 3 0.27 5.697 789.89 81.89 224.08 340.26 4 0.4 4.458 1009.42 104.65 175.35 613.99 5 0.27 3.277 1373.21 142.37 128.90 1136.29 TJ 6.591° Ax 0.8736 BJ 6.308° Ax 0.8794 6． 计算寿命目标值：100000km
以GKN形式为Base β=0 /10° β=0°时的静态失效扭矩 β=0 /10°
Mx=1/2 × 2/3 × Mm × ix
传动轴总成系统设计开发指南 奇瑞汽车有限公司 编制日期：2005-03-23 编者：何迅 当nx＜1000rpm 时 Lhx=25339/nx
0.577版次：01 第15页 共21页 × (AXMd/MX)3
当nx＞1000rpm 时 Lhx=470756/nx × (AXMd/MX)3
1/Ln=0.01/40.75+0.05/161.57+0.27/340.26+0.40/613.99+0.27/1136.29Ln=446.93（h）
vm=0.01×34.11+0.05×60.22+0.27×81.89+0.4×104.65+0.27×142.37=105.76（km/h） Ls=Ln × Vm=47268.84
再取ETJ79（广州NTN裕隆公司生产的）Mn=1520 N·m Md≈317（N·m） 由 Ls1/Ls2=(Md2/Md1)
3
3
Ls2=(317/220)×47268.84=141411（km），满足使用的强度及耐久性要求。 BJ端 Ax ix nx Vx Mx Lhx Lh=241.486（h）
Ls=Lh×Vm=25540.28（km）
再取BJ82（广州NTN裕隆公司生产的） Mn=1790 N·m， Md≈340N·m 由 Ls1/Ls2=(Md2/Md1)
3
3
1 0.01 13.679 2 0.05 7.747 3 0.27 5.697 4 0.4 4.458 5 0.27 3.277 1373.21 142.37 128.90 613.96 328.97 34.11 538.04 22.02 580.87 60.22 304.72 87.30 789.89 81.89 224.08 183.85 1009.42 104.65 175.35 331.75 1/Lh=0.01/22.02+0.05/87.30+0.27/183.85+0. 40/331.75+0.27/613.96
Ls2=(340/178)×25540.28=177993（km），满足使用的强度及耐久性要求。 三、选取传动轴的结构形式
1.按照分析计算的结果，S21车型的驱动轴为广州NTN裕隆公司生产的BJ82+ETJ79型驱动轴。
*/
d) 球笼式等速万向节花键轴直径的计算和钢球直径的选择
以S11+DA465传动轴(S11-2203010/20GB)球笼式等速万向节花键轴直径的计算和钢球直径的选择为例：
/*
S11+DA465传动轴球笼式等速万向节花键轴直径的计算和钢球直径的选择 一、发动机及变速箱参数
发动机
型号：LJ465Q-1ANE1 额定功率：38.5KW/5200RPM 最大扭矩：83N.m/3000-3500RPM
传动轴设计指南概要
