1、2019/7/10,万向节与传动轴,1,第六章 万向节与传动轴,2019/7/10,万向节与传动轴,2,万向节传动装置,功用：在轴间夹角和轴的相互位置经常发生变化的转轴之间继续传递动力。 组成： 万向节 传动轴 中间支承,万向节,中间支承,主传动轴,中间传动轴,驱动桥,2019/7/10,万向节与传动轴,3,万向节传动装置工作演示,2019/7/10,万向节与传动轴,4,应用： 1）变速器与驱动桥之间 2）变速器与分动器之间 3）驱动桥的半轴 4）断开式驱动桥的半轴 5）转向轴,2019/7/10,万向节与传动轴,5,第一节 万向节,、连接不同心，有夹角且夹角不断变化的两传动轴（装载机的变速箱
2、输出轴与驱动桥输入轴）（转向驱动桥） 、需要传递动力的两轴之间的距离较大，且不同轴，可以用两根传动轴和中间加一万向节来连接。 、连接虽然同轴，但由于安装或工作易变形两轴（履式推土机的主离合器与变速箱输入轴）,万向节作用,2019/7/10,万向节与传动轴,6,万向节类型,弹性万向节：依靠弹性元件的弹性变形来适应两传动轴夹角的变化。变形量有限，一般只用在交角不大于50的万向节传动中，工程机械上很少用。 刚性万向节：十字轴万向节（不等角速万向节）交角一般为150200 等角速万向节：球叉式、球笼式、三销轴式等,2019/7/10,万向节与传动轴,7,一、十字轴式刚性万向节,结构,十字轴,万向节叉,
3、轴承盖,万向节叉,滚针轴承,2019/7/10,万向节与传动轴,8,十字轴式刚性万向节,2019/7/10,万向节与传动轴,9,十字轴润滑油道,油封,油封挡盘,注油嘴,采用橡胶油封，当十字轴内腔油压过大时，多余的润滑油会从橡胶油封内圆表面与轴颈接触处溢出。,2019/7/10,万向节与传动轴,10,十字轴万向节运动分析,如图所示：设原动轴P1的叉面与纸面垂直，从动轴P2的叉面在纸面内； P1的角速1不变，P2在此位置的角速度为2，两轴的夹角为；,则当十字轴与P2轴一起转动时，A点的速度UA=2r 则当十字轴与P1轴一起转动时，A点的速度UA=1rcos A点的线速度只能有一个，即2=1cos,
4、2019/7/10,万向节与传动轴,11,当两轴转过900时，P1轴的叉面在纸面内，P2轴的叉面与纸面垂直，设此时P2轴的角速度为2，取B点研究：,UB=1r=2rcos 即2=1/cos 1cos21/cos； 再转过900，P2轴的速度从2变为2 ，即P2的角速度为2在22之间变化； 传动比为I=1/2= 1/ cos cos,2019/7/10,万向节与传动轴,12,绘出2/1随主动轴转角1的函数曲线,2019/7/10,万向节与传动轴,13,绘出12随主动轴转角1的变化曲线如下：,1,12,180 ,=10,0,90,2019/7/10,万向节与传动轴,14,当1=0时，12=0 当0
5、 190 时，120，从动轴相对主动轴超前 当1=90 时，1=2=90 当90 1180 时，120，主动轴相对从动轴超前 当1=180 时，1=2=180 ，两轴都转过半周；同样，后半周情况相同,1,12,90 ,180 ,2019/7/10,万向节与传动轴,15,结 论（单个十字轴万向节）,当两轴夹角和1为常数时，传动比不为常数，而是在cos1/ cos间作周期性的变化。即从动轴一周中的角速度不均匀，是瞬时变化的（不等速性）。 主、从动轴的转速是相同的，即平均速度相同。（等速性） 不等速性，将使从动轴和与从动轴相连的传动部件产生角加速度，从而产生扭转振动，不利于匀速行驶，使用寿命缩短,2
6、019/7/10,万向节与传动轴,16,双万向节传动,（） 结构：在主动轴和从动轴间加一中间传动轴，用2个万向节连接实现动力传递,2019/7/10,万向节与传动轴,17,（2）双万向节传动作用、特点 、可以布置不相交的转轴（平行、交叉） 、可以避免单个万向节传动的不等速性 特点：可以实现主从动轴的瞬时传动比始终为1,2019/7/10,万向节与传动轴,18,（3）双万向节实现等速传动的布置要求,、主动轴、从动轴与中间轴的夹角1=2 、中间传动轴两端的万向节叉应在同一平面内 、应尽量减小1、2，最大角可为30；在实际使用中，1不可能始终等于2，只是近似相等，对单个万向节而言，仍有不等速性,20
7、19/7/10,万向节与传动轴,19,用万向节实现两轴间等角速度传动条件,采用双万向节 第一万向节两轴间夹角a1与第二万向节两轴间夹角a2相等。 第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同一平面内。,2019/7/10,万向节与传动轴,20,铰接式车架双万向节的布置,2019/7/10,万向节与传动轴,21,铰接式车架万向节的布置,要实现等速传动的条件： （1）、使用双万向节 （2）、车架铰点O布置在纵向中心线上 （3）、两万向节铰点与O点的距离应相等,2019/7/10,万向节与传动轴,22,三万向节、双传动轴传动,2019/7/10,万向节与传动轴,23,二、等速万向节,原理： 传力点永远位
8、于两轴交点O的平分面上,2019/7/10,万向节与传动轴,24,等角速万向节类型,球叉式等角速万向节 球笼式等角速万向节 三销轴式等角速万向节,2019/7/10,万向节与传动轴,25,1、球笼式等速万向节,钢球,主动轴,星形套（内滚道）,球形壳（外滚道）,外罩,球笼（保持架）,2019/7/10,万向节与传动轴,26,球笼式万向节的等速性,外滚道中心A与内滚道中心B分别位于万向节中心O的两侧，且到O点的距离相等。,星形套内滚道,球笼（保持架）,球形壳（外滚道）,球滚动时，同时以A、B为球心滚动，所以CA=CB,主、从动轴夹角平分面,2019/7/10,万向节与传动轴,27,球笼式万向节特点
9、：,承载能力强，结构紧凑，拆装方便，两轴最大交角为42,2019/7/10,万向节与传动轴,28,2.三销轴式万向节,特点 ：允许相邻两轴有较大的交角，提高机动性；但所占空间较大。,三销轴,主动偏心轴叉,从动偏心轴叉,止推垫片,轴承座,叉孔中心线与叉轴中心线垂直但不相交,2019/7/10,万向节与传动轴,29,6-2 传 动 轴,一、作用：传递扭矩，一般不承受弯矩。 二、结构,2019/7/10,万向节与传动轴,30,结构特点：,空心、壁厚均匀的钢管。（1.54.0mm） （只传递扭矩）采用均质、轻型材料，常用钢板卷制对焊而成（因转速高，离心力大，扭振较大）伸缩节：其长度可随行驶状况而变。传
10、动轴的长度要求能变化（常用滑动叉和花键连接两段传动轴，花键的长度应能保证传动轴在各种工况下既不会脱开，也不会卡死，为减小磨损，产生空隙振动，现多用滚动花键代替滑动花键）安装： 注意安装标记，满足动平衡要求。,2019/7/10,万向节与传动轴,31,三、 传动轴的临界转速,两端连接万向节的传动轴可看成两端自由支承的轴。当由于质量不均、受自重影响等原因时，轴在旋转时在离心力的作用下会产生横向弯曲振动。当轴的转速等于其弯曲自振频率时，出现共振，使轴的挠度急剧增大甚至折断，把轴的这一转速，称为临界转速。 设轴为等截面：用nl表示临界转速，则有,2019/7/10,万向节与传动轴,32,D传动轴外径c
11、m d传动轴内径 cm L支承长度cm，一般取两万向节中心距离 由此可知，同样外径的轴，空心轴比实心轴的nl要大。在设计时，应使传动轴的最大转速nmax0.7nl,2019/7/10,万向节与传动轴,33,习 题,1. 简述十字轴万向节的不等速性及等速性？ 2. 何为传动轴的临界转速？ 3. 十字轴万向节要实现等速传动的条件？ 4. 铰接式车架的万向节应如何布置，才能实现等速传动？,2019/7/10,万向节与传动轴,34,十字轴刚性万向节的工作特性,单个万向节在输入轴与输出轴之间有夹角的情况下，两轴的角速度不相等。,w1,w2,w1,w2,vA= w1r=w2rcosa,vB= w1rcosa=w2r,
