角轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸同轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向管的連接通常采用十字軸結(jié)構(gòu)，由于十字軸結(jié)構(gòu)輸入輸出軸之間存在夾角，傳動(dòng)時(shí)存在著附加力矩，使十字軸在使用過程中產(chǎn)生晃動(dòng)，從轉(zhuǎn)向器的支承結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在ADAMS中進(jìn)行驗(yàn)證結(jié)果，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定的參考意義。
  在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)過程中，通常通過保證傳動(dòng)軸上段與中段的夾角和中段與下段的夾角一致， 并且相位角符合結(jié)構(gòu)布置要求來保證轉(zhuǎn)向力矩波動(dòng)越小。但這要求傳動(dòng)軸在使用的過程中一直處于理論的設(shè)計(jì)狀態(tài)。在實(shí)際情況中，由于輸入軸和輸出軸之間存在夾角，其主、從動(dòng)軸上的力矩作用在不同的平面上，因此僅在輸入叉軸的扭矩和輸出叉軸的反作用扭矩的作用下是不能平衡的。從十字軸萬向節(jié)的力矩平衡上來看，必然還存在著其他的力矩。根據(jù)受力情況和力矩三角形可以得出，附加力矩T2'=T1xSina (其中T1為輸入軸扭矩，a. 為輸入輸出軸的夾角)。
  附加彎矩T2在零與更大值間作周期為180°的變化，其使輸出叉軸的支承承受周期性變化的徑向載荷為F2=T1xSina/L2 (其中L2為傳動(dòng)軸十字軸中心點(diǎn)到支承的距離)。
  某車型在先行車實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸下十字節(jié)與護(hù)罩干涉的現(xiàn)象發(fā)生。靜態(tài)測(cè)量其間隙，發(fā)現(xiàn)滿足一般間隙要求。再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)問題還原，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象在極限轉(zhuǎn)向力矩輸入的情況下發(fā)生。經(jīng)系統(tǒng)的分析原因，認(rèn)為干涉現(xiàn)象是由于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸十字軸的附加力矩引|起的。
  由于本車型采用管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，輸入到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向力矩增大，對(duì)于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向器連接的十字軸來說，輸入力矩增大，電機(jī)助力輸入的扭矩設(shè)計(jì)為33Nm。該車型為四驅(qū)車型，轉(zhuǎn)向器支承點(diǎn)靠下，轉(zhuǎn)向器安裝襯套距離轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸十字軸的距離為320mm，中間傳動(dòng)軸與輸出軸(即轉(zhuǎn)向器的輸入軸)的夾角a為27.5°，可根據(jù)上式計(jì)算出輸出軸的附加力矩: T2'=33xsin27.5=15.23Nm， 支承力F2=15.23/0.32=47.6N。
  由于轉(zhuǎn)向器安裝點(diǎn)同副車架之間的連接為采用襯套方式連接，其襯套的三個(gè)方向的線剛度為500/5000/000N/m，故支承力47.5N弓|起的襯套的線性方向的變形可以忽略不計(jì)，由于襯套的扭轉(zhuǎn)剛度為2400Nmm/deg (整車Y方向)，可以計(jì)算出由于輸出力矩附加力矩T2引起的十字軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量為D=sin ( 15.23x1000/2400/2) x3200mm=17.7mm。