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1、傳動系之 萬向傳動裝置 學習目標 敘述傳動軸的組成、作用和工作過程； 敘述不同萬向節(jié)的特點； 識別傳動軸的主要零部件并敘述其主要 作用； 規(guī)范拆裝傳動軸； 對傳動軸的安裝質量進行自檢。 學習內容 概述 萬向傳動裝置的功用、組成、安裝位置 萬向節(jié) 十字軸式剛性萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)和等速萬 向節(jié)、撓性萬向節(jié) 傳動軸和中間支承 一、概述 萬向傳動裝置的功用、組成、 安裝位置 （一）功用 實現(xiàn)汽車上任何一對軸線相交且相對位 置經常變化的轉軸之間的動力傳遞。 1.傳遞轉矩； 2.實現(xiàn)等速傳動； 3.防止運動干涉。 （二）組成 一般由 萬向節(jié) 和 傳動軸
2、 組成，有時還需 加裝中間支承。 動裝置 （三）安裝位置 兩輪驅動汽車的傳動軸是安裝在 變速器 與 驅動橋 之間。 （四）在汽車上的應用 變速器與驅動橋之間 變速器與分動器之間 轉向驅動橋中的主減速器與轉向驅動輪 之間 在 發(fā)動機前置后輪驅動 車輛 上，見圖 a），常將發(fā)動機、離合 器和變速器連成一體安裝在車架上， 而驅動橋則通過具有彈性的懸架與 車架連接。 在 多軸驅動 的車輛上，在 分 動器 與 驅動橋 之間或驅動橋與驅 動橋之間 也需要采用萬向傳動裝置， 見圖 b）。 由于車架的變形，也會造成兩 傳動部件軸線間相互位置的變化， 圖 c）所示為在 發(fā)動機
3、 與 變速器 之 間 裝用萬向傳動裝置的情況。 圖 6-1 萬向傳動裝置的應用 1-萬向節(jié)； 2-傳動軸； 3-前傳動軸； 4-中間支承 二、萬向節(jié) 十字軸式剛性萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)和 等速萬向節(jié)、撓性萬向節(jié) （一）分類 剛性萬向節(jié)： 十字軸、準等速、等速萬 向節(jié)。 撓性萬向節(jié) （柔性萬向節(jié)）。 前者的動力是靠兩軸間的 鉸鏈式連接 傳遞 的，而后者中則靠 彈性零件 傳遞，且有緩沖減 振作用。 1、十字軸式剛性萬向節(jié) 1.1 十字軸式剛性萬向節(jié)的構造及潤滑 十字軸式剛性萬向節(jié)，結構簡單，傳動可靠， 效率高，并且允許兩傳動軸之間有較大的 交角 （一般為 15
4、 20 ）， 故普遍應用于各類汽 車的傳動系中。 兩 萬向節(jié)叉 上的孔分別套在 十字軸 的兩對軸頸 上。這樣，當主動軸轉動時，從動軸既可以隨 之轉動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。 十字軸式剛性萬向節(jié) 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等 速性分析 傳動的不等速性 是指單個十字軸式剛性萬向節(jié) 在輸入軸 和輸入軸之間有夾角 的情況下， 主動軸 以等角速度 轉動， 從動軸則是時快時慢 。 而 主、從動軸的平均轉速是相等 。 1主動叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動軸垂直的情況。 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等 速性分析 2主動叉在水平位置，并且十字軸平面與從動軸垂
5、直時的情況。 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等 速性分析 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等 速性分析 結論： 由上述兩個特殊情況的分析可以看出， 十字 軸式萬向節(jié) 在傳動過程中，主、從動軸的轉速 是不相等的。而且 兩軸交角 越大，萬向節(jié)傳 動的不等速性越嚴重。 單萬向節(jié)傳動的不等速性，將使從動軸及與 其相連的傳動部件產生扭轉振動，從而產生附 加的交變載荷，影響部件壽命。 1.3 雙萬向節(jié)傳動的等速條件 第一萬向節(jié)兩軸間夾角 1與第二萬向節(jié) 兩軸間夾角 2相等。 第一萬向節(jié)的從動叉與第二萬向節(jié)的主 動叉處于同一平面內。 1.3 雙萬向節(jié)傳動的等速條件 a.軸
6、間夾角相等 ; b.中間軸兩端叉處于同一平面 . 2、準等速萬向節(jié) 雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié) 常見的準等速萬向節(jié)有 雙聯(lián)式和三銷軸式 兩種，它們的工作原理與上 述雙十字軸萬向節(jié)實現(xiàn)等速傳動的原理是一樣的。 如圖 6-4所示為雙聯(lián)式萬向節(jié)的實際結構。 如圖 6-5所示，在兩軸交角較小時，處在圓弧上的兩軸軸線交點離 上述中垂線很近，能夠使得與的差值很小，從而保證兩軸角速度 接近相 等 ，其差值在允許范圍內，故雙聯(lián)式萬向節(jié)是一種準等速萬向節(jié)。 圖 雙聯(lián)式萬向節(jié) 1、 6-萬向節(jié)叉； 2-導向套； 3-襯套； 4-防護圈； 5-雙聯(lián)叉； 7-油封 8、 10-墊圈；
7、 9-球碗； 11-彈簧 2.1 雙聯(lián)式萬向節(jié) 2.2 三銷軸式萬向節(jié) 3、等速萬向節(jié) 球叉式萬向節(jié)、球籠式萬向節(jié)、 三樞軸 -球面滾輪式萬向節(jié) 等角速萬向節(jié)的基本原理 萬向節(jié)在工作過程中其 傳力點始終位于兩軸交 點的平分面上。 與大小相同的錐齒輪傳 動原理相同 r 、 /2相同 V1=V2=VP 1= 2 3.1.1 球叉式萬向節(jié) 主動叉與從動叉分別與內、外半軸制成一體。 3.1.2 球叉式萬向節(jié)等角速傳動原理 主動叉和從動叉凹槽 的中心線是以 O1 O2為圓 心的兩個半徑相等的圓， 而圓心 O1 O2與萬向節(jié)中 心 O的距離相等。因此，在
8、主動軸和從動軸以任何角 度相交的情況下，傳動鋼 球中心都位于兩圓的交點 上，亦即所有傳動鋼球都 位于角平分面上，因而保 證了等角速傳動。 球 叉 式 萬 向 節(jié) 等 角 速 傳 動 原 理 圖 3.1.3 球叉式萬向節(jié)結構特點 球叉式萬向節(jié)結構簡單，允許 最大交角 為 32 33 ,一般應用于 轉向驅動橋 中。 球叉式萬向節(jié)工作時，只有兩個鋼球傳 力，反轉時，則由另兩個鋼球傳力。因 此，鋼球與曲面凹槽之間的單位壓力較 大，磨損較快，影響使用壽命。 3.2 球籠式萬向節(jié) 星形套以內花鍵與主動軸相連，其外表面有 6 條凹槽，形成內滾道。球形殼的內表面有相應 的 6條凹槽，形成外滾道
9、。 球籠式萬向節(jié)有兩種類型： 1軸向不可伸縮型（ RF節(jié) ） （固定型） 一般布置在轉向節(jié)處 2軸向可伸縮型（ VL節(jié)） （伸縮型） 適用于斷開式驅動橋 球籠式等速萬向節(jié) 球形殼 球形殼 鋼球 星形套 保持架 球 籠 式 等 速 萬 向 節(jié) 3.2.1 球籠式萬向節(jié)的等速性原理 1-主動軸 2-保持架（球籠） 3-鋼球 4-星形套（內滾道） 5-球形殼（外滾道） O：萬向節(jié)中心 A：外滾道中心 B：內滾道中心 C：鋼球中心 a:兩軸夾角（指鈍角） 3.2.2 等速萬向節(jié)的特點與應用 特點： 正反轉六個鋼球全部
10、參加工作，因而磨損 小，壽命長，承載能力強。 最大夾角 42 47 ，靈活性好。 應用：廣泛用于轉向驅動橋上。 3.3 三樞軸 -球面滾輪式等速萬向節(jié) 圖 自由三樞軸等速萬向節(jié) 1-鎖定三角架； 2-橡膠緊固件； 3-保護罩； 4-保護罩 卡箍； 5-漏斗形軸； 6-止推塊； 7-墊圈； 8-外座圈 4、撓性萬向節(jié) 4、撓性萬向節(jié) 如圖 6-14所示，柔 性萬向節(jié)由橡膠件將主 被動軸交叉連接而成， 依靠橡膠件的彈性變形 來實現(xiàn)小角度夾角 （ 3 5 ） 和微小 軸 向位移的萬向傳動 。它 具有結構簡單、無需潤 滑、能吸收傳動系中的 沖擊載荷和衰減扭轉振 動等優(yōu)點。
11、 圖 柔性萬向節(jié) l-連接螺栓； 2-橡膠件； 3-中心鋼球； 4-黃油嘴； 5-傳動凸緣； 6-球座 三、傳動軸和中間支承 1、傳動軸的概述 傳動軸是萬向傳動裝置的組成部分之一。 這種軸一般長度較長，轉速高并且由于 所連接的兩部件（如變速箱與驅動橋） 間的相對位置經常變化。 要求：傳動軸長度也要相應地有所變化， 以保證正常運轉。 1.1 傳動軸的結構 圖 傳動軸 l-蓋子 2-蓋板 3-蓋墊 4-萬向節(jié)叉 5-加油嘴 6-伸縮 套 7-滑動花鍵槽 8-油封 9-油封蓋 10-傳動軸管 1.2傳動軸的應用 一般汽車：空心軸（低碳鋼板卷制焊接，質量 均勻），兩端焊有
12、帶花鍵的軸頭和萬向節(jié)叉。 重型車：空心軸（無縫鋼管） 斷開式驅動橋：實心軸（傳遞扭矩大） 傳動軸和萬向節(jié)裝配后要經過動平衡，故焊有 傳動片，應按標記安裝。 圖 6-16 滾動花鍵傳動軸 1-油封； 2-彈簧； 3-鋼球； 4-油嘴 為了潤滑花鍵，通過油嘴注入潤滑脂，用油封和油封蓋防止?jié)櫥饬鳌Ｓ袝r 還加防套（如圖中之 3），以防止塵土進入。 傳動軸另一端則與萬向節(jié)叉 6焊成一體。 為了減少花鍵軸與套管叉之間的摩擦損失，提高傳動效率，有些機械上已采用 滾動花鍵來代替滑動花鍵，其構造如圖 6-16所示。由于花鍵軸與套管義之間是用鋼 球傳遞動力，當傳動軸長度變化時，因鋼球的滾動摩擦代替花鍵齒的滑動摩擦，從 而大大減小了摩擦損失。 2、中間支承 圖 兩段傳動軸 1-變速器； 2-中問支承； 3-后驅動橋； 4-后傳動軸； 5-球軸承； 6-前傳動軸
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