【技贴】传动轴扭转刚度一般分析流程！

传动轴是由轴管、伸缩套和万向节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。

杆件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用,杆件的横截面绕轴线产生相对转动。 

一、扭转变形

扭转角是圆轴扭转时，两横截面相对转过的角度称为两个截面的相对扭转角。

其中，T、G、Ip为常数，刚圆轴两端的相对扭转角为：

上式中的GIp称为圆轴的扭转刚度，反映抵抗扭转变形的能力；Ip为横截面对形心的极惯性矩。

单位长度内的扭转角：

扭转刚度条件：

上式中单位为度/米，换算成弧度需要乘以180/pi。

一般情况下：

（1 ）一般传动轴许用扭转角（0.5-1.0）deg/m

（2）精度要求不高时扭转角（2.0-4.0）deg/m

二、实际案例

1、如已知某传动轴直径为20mm，长度为300mm，扭矩为1Nm，剪切模量为79GPa，求其扭转刚度？

2、理论计算：对于实心轴其横截面对形心的极惯性矩为Ip=pi*d^4/32。

Ip=pi*d^4/32=1.571e-8m^4；

扭转角=TL/（G*Ip）=2.417e-4rad=1.385e-2deg；

扭转刚度=T/扭转角=72.2Nm/deg。

3、CAE计算（同样设置剪切模量79GPa）：通过分析计算得到加载点最大扭转角=2.547e-4rad=1.459e-2deg；

扭转刚度=T/扭转角=68.5Nm/deg。

三、传动轴扭转刚度计算

1、传动轴扭转刚度计算公式。

传动轴扭转刚度定义为在单位扭矩下的扭转角。对传动轴一端约束，另一端加单位扭矩，通过计算可得到扭转刚度，计算结果评判可与竞品车或参考值进行对比。

KΦ=T/α；T=1Nm。

2、传动轴扭转刚度与传动系的扭振频率有关，过低的扭转刚度不利于汽车扭振避频以及强度耐久等问题。