重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系學(xué)習(xí)情境5

萬向傳動裝置的維修

功用：軸間夾角和相對位置經(jīng)常發(fā)生變化的轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力。組成：萬向節(jié)、傳動軸、中間支承(分段式傳動軸)萬向傳動裝置(視頻)重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系組成：它一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，對于傳動距離較遠(yuǎn)的分段式傳動軸，還需設(shè)置中間支承。萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用

序號安置位置應(yīng)用特點(diǎn)1變速器(或分動器)與驅(qū)動橋之間一般FR型汽車變速器（或越野車的分動器）的輸出軸線與驅(qū)動橋的輸入軸線難以布置重合，并且汽車在負(fù)荷變化及在不平路面行駛時(shí)引起的跳動，將使驅(qū)動橋輸入軸與變速器輸出軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，故須萬向傳動裝置連接。2變速器與離合器或與分動器之間雖然變速器、離合器、分動器等都支承在車架上，且它們的軸線也可以設(shè)計(jì)重合，但為消除車架變形及制造、裝配誤差等引起的軸線同軸度誤差對動力傳遞的影響，其間也常裝有萬向傳動裝置。3轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋中汽車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋需滿足轉(zhuǎn)向和驅(qū)動的功能，其半軸是分段的，轉(zhuǎn)向時(shí)兩段半軸軸線相交且交角變化，因此要用萬向傳動裝置。在斷開式驅(qū)動橋中，主減速器殼在車架上是固定的，橋殼上下擺動，半軸是分段的，也須用萬向傳動裝置。4轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中某些汽車的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)受整體布置的限制，轉(zhuǎn)向盤軸線與轉(zhuǎn)向器輸入軸線不重合，因此在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中裝有萬向傳動裝置。重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系1.變速器與驅(qū)動橋之間（4×2）FR：輸出軸線與驅(qū)動橋的輸入軸線難以布置重合；負(fù)荷變化及不平路面引起的跳動，將使驅(qū)動橋輸入軸與變速器輸出軸之間的夾角和距離發(fā)生變化。2.變速器與分動器，分動器與驅(qū)動橋之間

變速器、離合器、分動器等的軸線也可以設(shè)計(jì)重合，但為消除車架變形及制造、裝配誤差等引起的軸線同軸度誤差對動力傳遞的影響，其間也常裝有萬向傳動裝置。4.斷開式驅(qū)動橋的半軸之間3.轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的內(nèi)、外半軸之間

轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋需滿足轉(zhuǎn)向和驅(qū)動的功能，其半軸是分段的，轉(zhuǎn)向時(shí)兩段半軸軸線相交且交角變化，因此要用萬向傳動裝置。在斷開式驅(qū)動橋中，主減速器殼在車架上是固定的，橋殼上下擺動，半軸是分段的，也須用萬向傳動裝置。5.轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間

某些汽車的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)受整體布置的限制，轉(zhuǎn)向盤軸線與轉(zhuǎn)向器輸入軸線不重合，因此在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中裝有萬向傳動裝置。

十字軸式萬向節(jié)，它允許相鄰兩軸的最大交角為150-200°，在汽車上應(yīng)用最廣。剛性萬向節(jié)不等速萬向節(jié)等速萬向節(jié)準(zhǔn)等速萬向節(jié)撓性萬向節(jié)十字軸式HookJoint三銷軸式One-and-a-halfTimeU-Joint、雙聯(lián)式DoubleCardan球叉式Weiss、球籠式Rzeppa萬向節(jié)分類萬向節(jié)組成：萬向節(jié)叉、十字軸、軸承。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩個(gè)萬向節(jié)叉分別與主、從動軸相連，其叉形上的孔分別套在十字軸的四個(gè)軸頸上。在十字軸軸頸與萬向節(jié)叉孔之間裝有滾針和套筒，用帶有鎖片的螺釘和軸承蓋來使之軸向定位。為了潤滑軸承，十字軸內(nèi)鉆有油道，且與滑脂嘴、安全閥相通。1．十字軸式萬向節(jié)的構(gòu)造油嘴安全閥十字軸油封滾針套筒軸承蓋萬向節(jié)叉1．十字軸式萬向節(jié)的構(gòu)造視頻重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸圖重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系（2）單個(gè)剛性十字軸萬向節(jié)的速度特性①當(dāng)主動叉在垂直平面內(nèi)時(shí)：VA=1·r=2

·rcos2=1/cos從動軸轉(zhuǎn)速大于主動軸轉(zhuǎn)速。2>1（2）單個(gè)剛性十字軸萬向節(jié)的速度特性②當(dāng)主動叉在水平平面內(nèi)時(shí)：VB=2·r=1

·rcos2=1cos從動軸轉(zhuǎn)速小于主動軸轉(zhuǎn)速。2<1不等速特性：單個(gè)十字軸萬向節(jié)在有夾角的傳動中，當(dāng)主動軸等角速轉(zhuǎn)動，從動軸是不等角速轉(zhuǎn)動。分析：不等速特性曲線從動叉軸在ω1/cosα≥ω2≥ω1cosα范圍內(nèi)變化，變化的周期為180°。主動軸等速轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動軸會出現(xiàn)兩次周期性的超越或滯后變化，且從動叉軸不等角速度隨軸間夾角α的加大而加大。主、從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動軸轉(zhuǎn)一圈，從動軸也轉(zhuǎn)一圈。從動軸在轉(zhuǎn)動一周內(nèi)其角速度的不均勻(不等速性)。不等速特性曲線優(yōu)點(diǎn)：軸間交角變化(一般為l5~20°)時(shí)可靠地傳遞動力，結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高。缺點(diǎn)：單個(gè)十字軸式剛性萬向節(jié)在有夾角的情況下不能傳遞等速運(yùn)動。主動軸等速旋轉(zhuǎn)一周，從動軸出現(xiàn)兩次周期性的超越和滯后變化。所以，單個(gè)十字軸式萬向節(jié)主從、動軸的轉(zhuǎn)速是不等的。其不等速性，將使從動軸及與其相連的傳動部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，從而產(chǎn)生附加的交變載荷及振動噪聲，

影響部件壽命。

十字軸式萬向節(jié)特點(diǎn)（3）實(shí)現(xiàn)兩軸間等角速度傳動措施

原理：兩個(gè)十字軸萬向節(jié)，中間以傳動軸相連，利用第二個(gè)的不等速效應(yīng)來抵消第一個(gè)的不等速效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)等角速傳動。

重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系實(shí)現(xiàn)兩軸間等角速度傳動措施

同時(shí)必須滿足兩個(gè)條件：（1）α1=α2（靠整車的總布置設(shè)計(jì)和總裝配保證）（2）兩萬向節(jié)叉處于同一平面內(nèi)。（靠傳動軸與萬向節(jié)叉的正確裝配來保證）等速傳動有兩種排列方式：①平行排列；②等腰三角形排列。2、準(zhǔn)等速萬向節(jié)α1α2原理：根據(jù)雙十字軸萬向節(jié)實(shí)現(xiàn)等速傳動的原理設(shè)計(jì)的。特點(diǎn)：一套傳動軸長度縮短至最小的雙萬向節(jié)等速傳動裝置。特點(diǎn)：雙聯(lián)叉相當(dāng)于兩個(gè)在同一平面上的萬向節(jié)叉；裝有分度機(jī)構(gòu)。⑴雙聯(lián)式準(zhǔn)等速萬向節(jié)重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系雙聯(lián)式準(zhǔn)等速萬向節(jié)重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系雙聯(lián)式準(zhǔn)等速萬向節(jié)優(yōu)點(diǎn)：允許所聯(lián)兩軸夾角較大(可達(dá)50°)，軸承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外形尺寸較大，零件數(shù)目較多。應(yīng)用：中噸位以上的越野車.重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系雙聯(lián)式準(zhǔn)等速萬向節(jié)重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系雙聯(lián)式準(zhǔn)等速萬向節(jié)(2)三銷軸式萬向節(jié)組成：兩個(gè)偏心軸叉兩個(gè)三銷軸六個(gè)軸承六個(gè)密封件。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：三銷軸式萬向節(jié)特點(diǎn)：允許所聯(lián)兩軸夾角較大(可達(dá)45°)，易于密封；外形尺寸較大，零件形狀較復(fù)雜，所聯(lián)兩軸受附加彎矩和軸向力。

應(yīng)用：個(gè)別中、重型越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。三銷軸三銷軸主動偏心軸叉從動偏心軸叉/2/2OP⑶等角速萬向節(jié)類型：球叉式、球籠式和三叉式。結(jié)構(gòu)：從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上保證萬向節(jié)在工作時(shí)，兩齒輪的傳力點(diǎn)(接觸點(diǎn))P位于兩齒輪軸線交角的平分面上，P點(diǎn)兩齒輪的圓周速度始終相等。原理：使傳力點(diǎn)始終位于兩軸夾角的平分面上。

重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系1.球叉式等角速萬向節(jié)主、從動叉分別與內(nèi)外半軸制成一體；主、從動叉上各有四個(gè)曲面凹槽；四個(gè)傳力鋼球，一個(gè)中心鋼球。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主動叉和從動叉上各有4個(gè)曲面凹槽，裝合后形成2個(gè)相交的環(huán)形槽，作為鋼球的滾道。4個(gè)傳動鋼球放在凹槽中，中心鋼球放在兩叉中心的四槽內(nèi)用以定心。重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系球叉式等角速萬向節(jié)球叉式萬向節(jié)等速傳動原理特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡單，在a≯32~33°下正常工作，但鋼球所受單位壓力較大，拆裝不便，磨損較快。應(yīng)用：輕、中型越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。球叉式等角速萬向節(jié)重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系鋼球主動軸星形套（內(nèi)滾道）球籠（保持架）球形殼(外滾道)外罩2）RF型球籠式等速萬向節(jié)RF型球籠式等速萬向節(jié)組成：星形套、鋼球保持架（球籠）、球形殼。結(jié)構(gòu)：星形套以內(nèi)花鍵與主動軸相連，其外表面有凹槽形成內(nèi)滾道；球形殼內(nèi)表面也有相應(yīng)的凹糟，形成外滾道，6個(gè)鋼球分別裝在各條四槽中，并由保持架保持在一個(gè)平面內(nèi)。鋼球主動軸星形套（內(nèi)滾道）球籠（保持架）球形殼（外滾道）RF型球籠式等速萬向節(jié)

特點(diǎn)：鋼球全都參與工作，允許的工作角較大(max=47°),承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)，壽命長，效率較高，尺寸緊湊，安裝方便；但精度要求高，成本較高。應(yīng)用:目前應(yīng)用最為廣泛的等速萬向節(jié)。

主動軸球形殼星形套鋼球保持架②RF球籠式萬向節(jié)的等速性重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系結(jié)構(gòu)：內(nèi)、外滾道為圓筒形，且內(nèi)、外滾道不與軸線平行，而是以相同的角度相對于軸線傾斜；裝合后，同一周向位置內(nèi)、外滾道的傾斜方向剛好相反，即對稱交叉，而鋼球則處于內(nèi)外滾道的交叉部位。（2）VL型球籠式萬向節(jié)(伸縮型等速萬向節(jié))原理：當(dāng)內(nèi)半軸7與中半軸1以任意夾角相交時(shí)，所有傳力鋼球都位于軸間交角的平分面上，從而實(shí)現(xiàn)等角速傳動。特點(diǎn)：在動力傳遞過程中，內(nèi)、外球座可以沿軸向相對移動，故可以省去滑動花鍵。（2）VL型球籠式萬向節(jié)(伸縮型等速萬向節(jié))重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系(2)VL型球籠式萬向節(jié)O-萬向節(jié)中心；A-保持架（球籠）B-保持架內(nèi)球面中心VL式萬向節(jié)：可以適當(dāng)補(bǔ)償軸向竄動量，一般用在半軸靠變速器一側(cè)即傳動軸內(nèi)側(cè)；RF式萬向節(jié)：傳遞角度大，但軸向不能伸縮，一般用在半軸靠車輪一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)處即傳動軸外側(cè)。VL型球籠式萬向節(jié)重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系又稱為球籠式萬向節(jié)的滑動式。特點(diǎn)：外球座為圓筒形，內(nèi)、外滾道是與軸線平行的直線凹槽（即圓筒形），在傳遞轉(zhuǎn)矩過程中，內(nèi)球座與外球座可以相對軸向移動。原理：球籠的內(nèi)外球面在軸線方向是偏心的，內(nèi)球面中心B與外球面中心A分別位于萬向節(jié)中心O的兩邊，且OA＝OB。同樣，鋼球中心C到A、B的距離相等，以保證萬向節(jié)作等角速傳動。（3）球籠式雙補(bǔ)償萬向節(jié)重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系優(yōu)點(diǎn)：能軸向相對移動，可省去滑動花鍵等伸縮機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)簡化。軸向位移是通過鋼球沿內(nèi)、外滾道的滾動來實(shí)現(xiàn)，與滑動花鍵相比，滾動阻力小，磨損輕、壽命長。故最適用于斷開式驅(qū)動橋。球籠式雙補(bǔ)償萬向節(jié)

球叉式、球籠式比較

球籠式：在兩軸最大交角達(dá)47o的情況下，仍可靠傳遞轉(zhuǎn)矩，且在工作時(shí)，無論傳動方向如何，6個(gè)鋼球全部傳力。與球叉式等速萬向節(jié)相比，其承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便。組成：三銷總成、萬向節(jié)套。結(jié)構(gòu)：三銷總成的花鍵孔與傳動軸內(nèi)花鍵配合，三個(gè)銷軸上均裝有軸承，以減小磨損。萬向節(jié)套的凸緣用螺栓連接，為防止?jié)櫥饴叮f向節(jié)由防護(hù)罩封護(hù)，并用卡箍緊固。3．三叉式等速萬向節(jié)(三角式萬向節(jié))重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，磨損小，并且可以軸向伸縮。應(yīng)用：在轎車應(yīng)用增多，常用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋半軸內(nèi)端。3．三叉式等速萬向節(jié)(三角式萬向節(jié))重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系作用：連接變速器（或分動器）和驅(qū)動橋，其作用是將變速器（或分動器）傳來的扭矩傳給驅(qū)動橋，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋中，則用來連接差速器和驅(qū)動輪。重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系CA1091萬向傳動裝置重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系1、傳動軸的兩端分別焊有帶滑動花鍵的軸頭和萬向節(jié)叉，以實(shí)現(xiàn)傳動軸長度的變化。（主要是由于汽車行駛時(shí)，變速器與驅(qū)動橋的相對位置經(jīng)常變化）傳動軸特點(diǎn)（視頻）2、傳動軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，會產(chǎn)生劇烈振動（因?yàn)殡x心力作用）。因此，傳動軸與萬向節(jié)裝配后要進(jìn)行動平衡試驗(yàn)，加平衡片，并在滑動叉與傳動軸上標(biāo)上記號，以免拆裝時(shí)誤裝。3、傳動軸有空心軸和實(shí)心軸兩種，多數(shù)為空心軸（在傳遞扭矩相同的情況下，同樣尺寸的傳動軸，空心軸具有較高的強(qiáng)度和剛度，比實(shí)心軸安全；同時(shí)，減輕了質(zhì)量，節(jié)約了鋼材）。一般由厚薄均勻的薄鋼板卷焊而成，對于超重型貨車采用無縫鋼管制成(1.5～3.0mm)

。但轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋（半軸）、斷開式驅(qū)動橋（半軸）、微型車傳動軸通常制成實(shí)心軸能傳遞扭矩大。并且對一些直徑較小的長軸，如加工成空心軸，則因加工工藝復(fù)雜，反而會增加成本，并不經(jīng)濟(jì)。(1)

對花鍵進(jìn)行磷花處理。(2)噴涂尼龍層。(3)花鍵內(nèi)設(shè)置滾動元件。(4)采用半軸滾動花鍵連接。圖1圖2圖1圖2這兩種方式可減少摩擦損失，提高傳動效率，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本高。4、減小傳動軸中花鍵連結(jié)的軸向滑動阻力和磨損的措施：解放CA1091型汽車傳動軸如圖所示，傳動軸分兩段，由3個(gè)十字軸萬向節(jié)相連接，中間傳動軸用雙列圓錐滾子軸承支承裝在車架橫梁下，主動軸帶有滑動花鍵，可以伸縮，以改變傳動軸的長度。重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系中間支承位置：通常將其安裝在車架橫梁上。中間支承作用：對傳動軸起