1、2020 6 4 十字轴万向节 等速万向节 传动轴及中间支承 第四章万向传动装置 2020 6 4 第一节概述万向传动装置可实现两根相交轴之间的动力传递 具体地 有 1 变速箱与驱动桥之间的万向传动装置 2020 6 4 2 在多轴驱动的汽车上 在分动器与各驱动桥之间或驱动桥与另一驱动桥之间也需要用万向传动装置传递动力 3 两根轴虽同轴线 但由于安装的困难 或由于机架的变形等原因 实际工作中难于保证两轴的同轴性 4 连接在工作中相对位置变化的两根传递动力的轴 如转向驱动桥中内 外两半轴 5 不少汽车的转向系中也采用了万向传动装置 2020 6 4 第二节普通十字轴万向节最常用的不等速万向节是十
2、字轴万向节 其结构简单 传动可靠 效率高 且允许两传动轴之间有较大的夹角 一般为15 20 故广泛应用于各类车辆的传动系统中 1 轴承盖2 6 万向节叉3 注油嘴4 十字轴5 安全阀7 毛毡油封8 滚针9 套筒 2020 6 4 1 套筒 2 十字轴 3 传动轴叉 4 卡环 5 轴承外圈 6 套筒叉 2020 6 4 1 油封挡盘 2 橡胶油封 3 油封座 4 注油嘴 十字轴的润滑油道及密封装置 2020 6 4 十字轴主要零件分解图 2020 6 4 二 单个十字轴万向节的运动特性 十字轴万向节在输入轴与输出轴之间有夹角的情况下 两轴的瞬时角速度不相等 2020 6 4 1 主动叉平面在垂直
3、位置 且十字轴平面与主动轴轴线垂直时 2020 6 4 2 主动叉平面在水平位置 且十字轴平面与从动轴轴线垂直时 2020 6 4 单十字轴万向节传动的不等速性使从动轴及其相连的传动件产生扭转振动 形成附加的动裁荷 影响零部件使用寿命 双十字轴万向节等速传动的条件是 三轴在同一平面内 第一万向节连接的两轴间夹角 1和第二万向节连接的两轴间夹角 2相等 即 1 2 第一万向节从动叉和第二万向节主动叉在同一平面内 2020 6 4 双十字轴万向节等速传动示意图 2020 6 4 1 双联式万向节 1 主动轴 2 从动轴 3 双联叉 第三节等速万向节一 准等速万向节准等速万向节是根据上节双万向节实现
4、等速传动的原理而设计的 常见的有双联式 三销轴式和球面滚轮式万向节 2020 6 4 2020 6 4 1 万向节主动叉 2 球碗座 3 衬套 4 防护圈 5 双联叉 6 万向节从动叉 7 油封 8 10 垫圈 9 球碗 11 弹簧 双联式万向节允许有较大的轴间夹角 一般可达50 轴承密封好 效率高 制造方便 工作可靠 但外形尺寸较大 结构复杂 零件数目较多 主要应用在转向驱动桥中 2020 6 4 2 三销轴式万向节 1 主动偏心轴叉 2 4 三销轴 3 从动偏心轴叉 5 卡环 6 轴承座 7 衬套 8 毛毡圈 9 密封罩 10 止推垫片 三销轴式万向节的优点是对万向节与转向节的同心度要求不
5、太严 允许相邻两轴之间有较大的夹角 最大可达45 可直接暴露在外而不需要加外球壳和密封 其缺点是外形尺寸较大 零件形状复杂 毛坯需要精锻 万向节的两轴受有附加弯矩和轴向力 它主要应用在中 重型越野汽车和部分轿车的转向驱动桥中 2020 6 4 3 球面滚轮式万向节 l 5 万向节轴 2 筒状体的轴向槽 3 销轴 4 球面滚轮 装在与万向节轴5制成一体的三根销轴3上的球面滚轮4 可沿与另一万向节轴1相连的筒状体的三个轴向槽2移动 起到伸缩花键的作用 三个球面滚轮与筒状体的槽壁之间可传递转矩 结构上应保证沿圆周等分的三个球面滚轮的轴线始终位于或近似位于万向节两轴夹角的等分面上 故也可把它归类于等速
6、万向节 该万向节允许的轴间夹角可达43 2020 6 4 二 等速万向节等速万向节的基本原理是 从结构上保证万向节在工作过程中的传力点永远位于主 从动轴交点的平分面上 2020 6 4 1 球叉式万向节 1 从动叉 2 锁止销 3 定位销 4 传动钢球 5 主动叉 6 定心钢球 球叉式万向节结构简单 两轴允许最大夹角为32 33 但由于四个传动钢球在正向传动时只有相对的两个传力 反向传动时 则由另外两个相对的钢球传力 故钢球与凹面槽之间的单位压力较大 磨损较快 且随着磨损的增加 传动钢球与滚道之间的预紧力逐渐减小直至消失 使主 从动叉之间发生轴向窜动 破坏了传动的等速性 这种万向节一般应用于越
7、野汽车的转向驱动桥中 圆弧滚道型球叉式万向节 2020 6 4 球叉式万向节在转向驱动桥中的布置 1 定位销 2 锁止销 3 从动叉 4 径向推力轴承 5 传动钢球 6 主销 7 油封 8 推力轴承 9 主动叉 10 定心钢球 2020 6 4 直槽滚道型球叉式万向节 这种万向节加工比较容易 允许的两轴夹角不超过20 在两叉间允许有一定量的轴间滑动 直槽型球叉式万向节主要应用于断开式驱动桥中 当半轴摆动时 用它可补偿半轴的长度变化而省去滑动花键 2020 6 4 2 球笼式万向节球笼式万向节分为固定型球笼式万向节 RF节 和伸缩型球笼式万向节 VL节 9 卡环 1 主动轴 2 钢带箍 5 钢带
8、箍 3 外罩 4 保持架 球笼 6 传力钢球 7 星形套 内滚道 8 球形壳 外滚道 固定型球笼式万向节 RF节 2020 6 4 2020 6 4 球笼式万向节等角速传动原理 O 万向节中心 A 外滚道中心 B 内滚道中心 C 钢球中心 两轴夹角 指钝角 2020 6 4 2020 6 4 球笼式万向节在两轴的最大夹角达47 的情况下 仍可传递转矩 且在工作时 无论传动方向如何 6个钢球全部传力 与球叉式万向节相比 其承载能力强 结构紧凑 拆装方便 因此应用越来越广泛 例如 国产红旗CA7220型 捷达 桑塔纳 夏利等轿车 其前转向驱动桥的转向节处均采用这种球笼式等角速万向节 2020 6
9、4 伸缩型球笼式万向节 VL节 1 主动轴 2 星形套 内滚道 3 保持架 球笼 4 筒形壳 外滚道 5一传力钢球 2020 6 4 2020 6 4 RF节与VL节在转向驱动桥中的布置 l 固定型球笼式万向节 RF节 2 4 防尘罩 3 传动轴 半轴 5 伸缩型球笼式万向节 VL节 2020 6 4 2020 6 4 三 挠性万向节挠性万向节依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉 弹性件可以是橡胶盘 橡胶金属套筒 六角形橡胶圈或其他结构形式 由于弹性件的弹性变形量有限 故挠性万向节一般用于两轴间夹角不大于5 和只有微量轴向位移的万向传动场合 例如 常用来连接固定安装在
10、车架上的两个部件 如发动机与变速器或变速器与分动器 之间 以消除制造安装误差和车架变形对传动的影响 此外 它还具有结构简单 无需润滑 能吸收传动系统中的冲击载荷和衰减扭转振动等优点 2020 6 4 2020 6 4 橡胶金属套筒结构的挠性万向节l 中心轴 2 大圆盘 3 弹性连接件 4 连接圆盘 5 花键毂 弹性连接件 橡胶块 金属套筒 外壳 2020 6 4 第四节传动轴和中间支承 2020 6 4 2020 6 4 2020 6 4 一 传动轴结构及特点1 广泛采用空心传动轴 这是因为在传递相同转矩情况下 空心轴具有更大的刚度和强度 而且质量轻 2 传动轴是高速转动件 为了避免离心力引起
11、剧烈振动 要求传动轴的质量沿圆周均匀分布 此外 当传动轴和万向节装配以后 要经过动平衡 平衡后应在叉和轴上刻上记号 以便拆装时保证两者原来的相对位置 3 传动轴上有花键连接部分 这样传动轴允许伸缩 为了减少花键轴和花键之间的摩擦损失 提高传动系的传动效率 有些车辆采用滚动花键代替滑动花键 2020 6 4 滚动花键传动轴 1 滚柱 2 传动轴外套管 3 传动轴内套管 4 挡圈 2020 6 4 5 蜂窝形橡胶垫 6 U形支架 7 油封 1 车架横梁 2 轴承座 3 球轴承 4 注油嘴 东风EQ1090E型汽车传动轴中间文承 2020 6 4 摆动式中间支承 1 支架 2 5 橡胶衬套 3 支承轴 4 摆臂 6 注油嘴 7 轴承 8 中间传动轴 9 油封 10 支承座 11 卡环 12 车架横梁
