1、第十七章 萬向傳動裝置,內(nèi)容提要,萬向節(jié)的種類 單十字軸萬向節(jié)的不等速性及雙十字軸萬向節(jié)的等速條件 等角速萬向節(jié)的工作原理及球籠式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu),學習目標,汽車上的萬向傳動裝置的作用是什么？主要用在哪些地方？ 十字軸萬向節(jié)輸入和輸出角速度關系是怎樣的？采取什么方法可使十字軸萬向節(jié)實現(xiàn)等角速度傳動？ 試說明球籠式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)和其實現(xiàn)等角速度傳動的原理。,參考書,17.1 萬向傳動裝置概述,在汽車傳動系及其它系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)一些軸線相交或相 對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞，必須采用萬向傳動裝 置。,17.1 萬向傳動裝置概述,1.動力傳遞使用條件: a.動力輸出和動力輸入軸線不在同一直線上; b

2、.接受動力的連接部位,其位置發(fā)生變化. 2.功用:連接不在同一直線上的動力轉(zhuǎn)軸. 3.組成:萬向節(jié),傳動軸,中間支承.,一.萬向傳動裝置的功用及組成,17.1 萬向傳動裝置概述,在汽車傳動系及其它系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)一些軸線相交或相 對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞，必須采用萬向傳動裝 置。,17.1 萬向傳動裝置概述,萬向傳動裝置的應用場合: 1）用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的變速器與驅(qū)動橋之間,17.1 萬向傳動裝置概述,2）用于多軸驅(qū)動的越野 汽車中的變速器與分動 器、分動器與驅(qū)動橋、驅(qū) 動橋與驅(qū)動橋之間,17.1 萬向傳動裝置概述,3）變速器與發(fā)動機之間：發(fā)動機與變速器分別位于車架的不同位置，

3、由于車架的變形，會造成軸線間相互位置變化。,17.1 萬向傳動裝置概述,4）用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的半軸,17.1 萬向傳動裝置概述,5）轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)中,萬向節(jié),傳動軸,17.2 萬向節(jié),萬向節(jié)是實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸之間變角度傳遞動力的部件，按其在扭轉(zhuǎn)方向是否有彈性，分為剛性萬向節(jié)和柔性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)的動力靠零件之間的鉸鏈式連接傳遞；而柔性萬向節(jié)的動力則是靠彈性零件傳遞的，具有一定的緩沖減振作用。 剛性萬向節(jié)根據(jù)其運動特點分為: 不等速萬向節(jié)，如十字軸式萬向節(jié) 準等速萬向節(jié)，如雙聯(lián)式、三銷軸式等 等速萬向節(jié)，如球叉式、球籠式等 柔性萬向節(jié),17.2 萬向節(jié),（一）不等速萬向節(jié) 最為常用的不等速萬向節(jié)是十字軸式

4、萬向節(jié)，其結(jié)構(gòu)簡單，傳動可 靠，效率高，且允許兩傳動軸之間有較大的夾角（一般為1520）,17.2 萬向節(jié),十字軸式萬向節(jié)的損壞是以十字軸軸頸和滾針軸承的磨損 為標志的。因此潤滑和密封的好壞直接影響萬向節(jié)的使用壽 命。,1-油封擋盤 2-橡膠油封 3-油封座 4-注油嘴,17.2 萬向節(jié),十字軸式萬向節(jié)傳動的不等速特性 1）主動叉平面在垂直位置，且十字軸平面與主動軸軸線垂直,a,從動叉與十字軸連接點b的線速度vb在與主動叉平行平面內(nèi)，且垂直于從動 軸。vb可分解為在十字軸平面內(nèi)的速度vb和垂直于十字軸平面的速度v”b,由于oa=ob，a，b兩點的線速度應相等 即,主動叉與十字軸連接點a的線速度

5、va在十字軸平面內(nèi)；,17.2 萬向節(jié),十字軸式萬向節(jié)傳動的不等速特性 2）主動叉平面在水平位置，且十字軸平面與從動軸軸線垂直,主動叉與十字軸連接點a的線速度va在平行于從動叉平行平面內(nèi)，且垂直于 主動軸。va可分解為在十字軸平面內(nèi)的速度va和垂直于十字軸平面的速度v”a,由于oa=ob，a，b兩點的線速度應相等 即,從動叉與十字軸連接點b的線速度vb在十字軸平面內(nèi)；,17.2 萬向節(jié),從以上的分析可以看出，十字軸萬向節(jié)在傳動過程中，主、從 動軸的轉(zhuǎn)速是不相等的。,下圖是主、從動軸轉(zhuǎn)角差1-2隨主動軸轉(zhuǎn)角1的變化關系,所謂“不等速特性”是指從動軸旋轉(zhuǎn)過程中的角速度不均勻而言的。而主、從動軸的平

6、均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動軸轉(zhuǎn)一圈從動軸也轉(zhuǎn)一圈。,因此，單十字軸萬向節(jié)的不等速特性將引起從動軸及其相連接的傳動部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，從而產(chǎn)生交變載荷，影響零部件壽命。,如何使不在同一軸線上的兩軸等速傳遞動力呢？,17.2 萬向節(jié),十字軸式萬向節(jié)傳動的等速條件,（1）采用雙萬向節(jié)傳動 （2）夾角1與夾角2 相等； （3）第一萬向節(jié)的從動叉與第二萬向節(jié)的主動叉在同一平面內(nèi),17.2 萬向節(jié),（二）等角速萬向節(jié)工作原理 在有些場合下，無法布置開兩個十字軸式萬向節(jié)和一根 傳動軸，這就需要能單獨實現(xiàn)等角速傳動的萬向節(jié)。能實現(xiàn) 等角速傳動萬向節(jié)的工作原理基本上分為以下兩種： （1）根據(jù)雙萬向節(jié)等角速傳動原理，將

7、雙萬向節(jié)等角速傳 動機構(gòu)中的傳動軸縮至最短，雙聯(lián)式（以及三銷式，凸塊 式）等角速萬向節(jié)就屬于這一種。,17.2 萬向節(jié),1）雙聯(lián)式萬向節(jié),優(yōu)點：允許有較大的軸間夾角， 軸承密封性好、效率高、 制造工藝簡單、加工方便、工作 可靠等。 缺點：外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復雜，零件數(shù) 目多，多用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中。,雙聯(lián)式萬向節(jié)允許有較大的軸間夾角,一般可達50。,17.2 萬向節(jié),2）三銷軸式萬向節(jié),優(yōu)點：允許有較大的軸間夾角。 缺點：外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復雜，零件數(shù)目 多，萬向節(jié)兩軸有附加彎矩和軸向力，用于一些越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。,17.2 萬向節(jié),（2）錐齒輪傳動原理 兩個同樣的錐齒輪相互嚙合傳動，從動齒輪與主動

8、齒輪的轉(zhuǎn) 速必然是相同的。這樣的傳動機構(gòu)從原理上也可以這樣描述：當 萬向節(jié)主動軸與從動軸之間傳力點一直處于主動軸軸線和從動軸 軸線夾角平分線上（或者說傳力點距這兩軸線的距離相等）時， 必然能實現(xiàn)等角速傳動。,17.2 萬向節(jié),根據(jù)第二種等速傳動原理，讓兩軸之間的傳力點永遠位于兩軸交 角的平分面上。以下兩種萬向節(jié)就是按這種原理設計的。 1）球叉式萬向節(jié),允許軸間最大夾角可達32 33。,17.2 萬向節(jié),2）球籠式萬向節(jié) 根據(jù)萬向節(jié)軸向能否運動分為： （1）固定型球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)） （2）伸縮型球籠式萬向節(jié)（VL節(jié)）,17.2 萬向節(jié),（1）固定型球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)）,17.2 萬向節(jié),（

9、1）固定型球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)）,球籠式等速萬向節(jié)內(nèi)的六個鋼球全部傳力，承載能力強，可在兩軸最大交角為42情況下傳遞扭矩，其結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，得到廣泛應用。,17.2 萬向節(jié),（2）伸縮型球籠式萬向節(jié)（VL節(jié)） 內(nèi)外滾道是圓筒形的,17.2 萬向節(jié),RF和VL節(jié)在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中的布置 一般RF 節(jié)布置在轉(zhuǎn)向節(jié)處（外側(cè)），VL節(jié)布置在靠主傳動器 一側(cè)（內(nèi)側(cè)）。,17.2 萬向節(jié),（三）撓性萬向節(jié) 原理：彈性變形來保證在相交兩軸間傳動時不發(fā)生機械干涉 用途：兩軸間夾角不大和只有微量軸向位移的萬向傳動場合,17.3 傳動軸和中間支承,傳動軸 1.傳動軸的組成 傳動軸、花鍵軸、滑動叉、中間支承和萬向節(jié)

10、叉,傳動軸一般用厚度為1530mm的薄鋼板卷焊而成。（超重型貨車 的傳動軸則采用無縫鋼管。）在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、斷開式驅(qū)動橋或微型汽 車 的萬向傳動裝置中，通常將傳動軸制成實心軸。,17.3 傳動軸和中間支承,傳動軸動平衡問題 傳動軸在高速旋轉(zhuǎn)時，任何質(zhì)量的偏移都會導致劇烈振動。生產(chǎn) 廠家在把傳動軸與萬向節(jié)組裝后，都進行動平衡。經(jīng)過動平衡的 傳動軸兩端一般都點焊有平衡片，拆卸后重裝時要注意保持二者 的相對角位置不變。,17.3 傳動軸和中間支承,汽車在行駛過程中，變速 器和驅(qū)動橋的位置經(jīng)常變 化。為了避免干涉，傳動 軸要能軸向滑動。因此將 傳動軸做成兩段，用滑動 花鍵相連接。為減小傳動 軸花鍵連接部分的軸向滑 動阻力和摩損，需加注潤 滑脂進行潤滑，也可以對 花鍵進行磷化處理或噴涂 尼龍層，或是在花鍵槽內(nèi) 設置滾動元件。,17.3 傳動軸和中間支承,中間支承 在傳動距離較長時，往往將傳動軸分段，即在傳動軸前增加帶中 間支承的前傳動軸。,中間支承通常安裝在車架橫梁或車身底架上，