近年来,重型汽车市场逐渐由增量市场转为存量市场。在激烈的市场竞争中,重型汽车不但要保证动力强劲、安全可靠,提高整车舒适性也越来越被生厂商重视。重型汽车轴距长、扭矩大,存在因传动轴振动导致的整车舒适性降低的问题。本文以重型汽车传动轴为研究对象,以传动轴振动机理为基础,从传动轴振动关键参数匹配和传动轴不平衡量优化两方面改善传动轴振动问题。具体研究内容如下:(1)分析传动轴因自身结构原因导致振动的发生机理。从传动轴结构布置解析入手,分析重型汽车常用的十字轴万向节的运动学和动力学特性,推导双万向节、三万向节等速传动结构布置,并分析中间支撑隔振原理,推导中间支撑理论刚度,为后续优化传动轴关键参数提供方向。通过传动轴离心力分析,理清传动轴不平衡量产生原因,为后续传动轴不平衡量优化提供理论支撑。(2)分析传动轴外部激振因素,考虑传动系统中发动机、变速箱及后桥等与传动轴的耦合振动,归纳出曲轴往复惯性力矩产生扭矩波动、后桥跳动导致传动轴长度角度变化和主减速器齿轮啮合产生振动噪声三种激励形式。分析各外部激励的产生机理,并建立理论输出模型,为后续传动轴仿真全面模拟实际运行状况奠定理论基础。(3)创建基于Recur Dyn的传动轴多参数优化模型,以中间支撑刚度、中间支撑阻尼、输入转速、轴间夹角、轴管壁厚和轴管外径为试验参数,以中间支撑计权均方根加速度为试验指标,运行了141组仿真正交试验。运用直观分析法和相关分析法分析正交试验结果,找出传动轴关键参数的最优水平组合方案,并分析试验指标影响程度主次关系,将传动轴输入转速、中间支撑刚度、轴间夹角和中间支撑阻尼作为影响中间支撑计权均方根加速度的重要因素。基于传动轴振动试验台对传动轴输入转速的四个水平和轴间夹角的三个水平执行十二次全面实验,分别绘制两因素对中间支撑计权均方根速度的影响趋势。通过与仿真试验中的影响趋势图对比,验证基于Recur Dyn的传动轴多参数优化模型的正确性。进行外部激励因素有效性分析,确认后桥跳动对传动轴振动产生显著影响。(4)从传动轴现场动平衡测量原理出发,分析常见误差;针对传动轴转速波动导致不平衡信号幅值相位信息采集不准的问题,提出零相位滤波、集合经验模态分解、瞬时频率重构不平衡信号和最小二乘迭代求解结合的不平衡信号采集方法;应用该稳健滤波方法分解包含噪声信号的频率慢变仿真不平衡信号,并应用最小二乘法提取幅值相位信息;最后基于非平稳转速传动轴仿真模型验证该不平衡信号提取方法的有效性。