第十六章萬向傳動裝置

1、本章了解為主本章學(xué)習(xí)要求1 1、萬向傳動裝置的組成和功用。、萬向傳動裝置的組成和功用。2 2、萬向傳動裝置在汽車傳動系統(tǒng)中的、萬向傳動裝置在汽車傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用和布置。應(yīng)用和布置。3 3、萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)類型。、萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)類型。4 4、傳動軸和中間支承的結(jié)構(gòu)類型。、傳動軸和中間支承的結(jié)構(gòu)類型。 。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還需加裝中間支承。時還需加裝中間支承。功用功用是實現(xiàn)汽車上任何是實現(xiàn)汽車上任何一對軸線相交且相對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間一對軸線相交且相對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞。的動力傳遞。萬向傳動裝置在汽車

2、上的布置萬向傳動裝置在汽車上的布置 1 1、變速器與驅(qū)動橋之間變速器與驅(qū)動橋之間。可避免因傳動軸過?？杀苊庖騻鲃虞S過長而產(chǎn)生的自振頻率降低，高速下產(chǎn)生共振；長而產(chǎn)生的自振頻率降低，高速下產(chǎn)生共振；同時提高了傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速和工作可靠性。同時提高了傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速和工作可靠性。 2 2、變速器與分動器之間變速器與分動器之間。可消除制造、裝配?？上圃?、裝配誤差以及車架變形對傳動軸影響。誤差以及車架變形對傳動軸影響。 3 3、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的主減速器與轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋之間轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的主減速器與轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋之間 傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng) Propeller Shaft傳動軸及萬向節(jié) 作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪要求它能在最

3、大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)任意偏轉(zhuǎn)某作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪要求它能在最大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)任意偏轉(zhuǎn)某角度，又要求半軸在車輪偏轉(zhuǎn)過程中不間斷地把動力從角度，又要求半軸在車輪偏轉(zhuǎn)過程中不間斷地把動力從主減速器傳到車輪。因此把轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的半軸不能做成主減速器傳到車輪。因此把轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的半軸不能做成整體而要分段，且用萬向節(jié)聯(lián)接。而采用獨立懸架，則整體而要分段，且用萬向節(jié)聯(lián)接。而采用獨立懸架，則在靠近主減速器處也需要萬向節(jié)；若前驅(qū)輪用非獨立懸在靠近主減速器處也需要萬向節(jié)；若前驅(qū)輪用非獨立懸架，只需在轉(zhuǎn)向輪附近裝一個萬向節(jié)。架，只需在轉(zhuǎn)向輪附近裝一個萬向節(jié)。第二節(jié)第二節(jié) 萬向節(jié)萬向節(jié)1 1、十字軸式剛性萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)、十字軸式剛性萬向節(jié)

4、的結(jié)構(gòu)2 2、十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等速性、十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等速性1 1）主動叉主動叉( (本身不動，十字軸以它轉(zhuǎn)動）在垂直位本身不動，十字軸以它轉(zhuǎn)動）在垂直位置，且十字軸平面與主動軸垂直（從動叉以十字軸轉(zhuǎn)置，且十字軸平面與主動軸垂直（從動叉以十字軸轉(zhuǎn)動）。動）。2 2）主動叉在水平位置（不動），且十字軸平面與主）主動叉在水平位置（不動），且十字軸平面與主動軸垂直（從動叉以十字軸轉(zhuǎn)動）。動軸垂直（從動叉以十字軸轉(zhuǎn)動）。 可見，傳動過程中主動軸是以等角速轉(zhuǎn)動，可見，傳動過程中主動軸是以等角速轉(zhuǎn)動， 而從動而從動軸則時快時慢，既單個十字軸萬向節(jié)在有夾角時轉(zhuǎn)動軸則時快時慢，既單個十字軸

5、萬向節(jié)在有夾角時轉(zhuǎn)動是不等速的。所謂是不等速的。所謂“傳動的不等速性傳動的不等速性”是指從動軸在是指從動軸在一周中角速度不勻而已。而主從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相一周中角速度不勻而已。而主從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的，既主傳動軸轉(zhuǎn)一周，從動軸也轉(zhuǎn)一周。但這種等的，既主傳動軸轉(zhuǎn)一周，從動軸也轉(zhuǎn)一周。但這種傳動的不等速性將使從動軸與其相連的部件產(chǎn)生振動，傳動的不等速性將使從動軸與其相連的部件產(chǎn)生振動，從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。 不等速性（有夾角）不等速性（有夾角）主動軸以等角速度主動軸以等角速度轉(zhuǎn)動時，從動軸的角速轉(zhuǎn)動時，從動軸的角速度不均勻。度不均勻。 兩軸

6、交角兩軸交角越大不越大不等速性越嚴重。等速性越嚴重。 注意：注意：主從動軸的平主從動軸的平均角速度是相等的，即均角速度是相等的，即主動軸轉(zhuǎn)過一周，從動主動軸轉(zhuǎn)過一周，從動軸也轉(zhuǎn)過一周。軸也轉(zhuǎn)過一周。 不等速性使從動軸不等速性使從動軸及相連部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振及相連部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，產(chǎn)生附加交變載荷，動，產(chǎn)生附加交變載荷，影響壽命。影響壽命。3 3、十字軸式雙萬向節(jié)傳動的等速條件、十字軸式雙萬向節(jié)傳動的等速條件1.1.第一萬向節(jié)兩軸交角第一萬向節(jié)兩軸交角1 1等于第二萬向節(jié)等于第二萬向節(jié)兩軸交角兩軸交角2 2 ；2.2.第一萬向節(jié)從動叉與第二萬向節(jié)主動叉在第一萬向節(jié)從動叉與第二萬向節(jié)主動叉在同一平面。

7、同一平面。十字軸萬向節(jié)允許兩軸的最大交角：十字軸萬向節(jié)允許兩軸的最大交角：1010 2020。準等速萬向節(jié)與等速萬向節(jié)1 1、準等速萬向節(jié)、準等速萬向節(jié) 1 1）雙聯(lián)式萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié)：允許有較大軸間夾角，結(jié)構(gòu)簡單，：允許有較大軸間夾角，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，工作可靠，但必須保證雙聯(lián)式萬向節(jié)中心制造方便，工作可靠，但必須保證雙聯(lián)式萬向節(jié)中心位于主銷軸線與半軸軸線的交點才可。兩萬向節(jié)叉與位于主銷軸線與半軸軸線的交點才可。兩萬向節(jié)叉與雙聯(lián)叉間裝有球頭與鋼碗的內(nèi)圓面接合，因而主從動雙聯(lián)叉間裝有球頭與鋼碗的內(nèi)圓面接合，因而主從動叉可以相互轉(zhuǎn)動，保證兩軸角速度接近相等，其差值叉可以相互轉(zhuǎn)動，保證兩軸角速

8、度接近相等，其差值在容許范圍內(nèi)準等速。在容許范圍內(nèi)準等速。2 2）三銷軸式萬向節(jié)三銷軸式萬向節(jié)：允許相鄰兩軸有較大的夾角，：允許相鄰兩軸有較大的夾角，可達可達4545度，優(yōu)點是在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上用轉(zhuǎn)彎靈活（用于度，優(yōu)點是在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上用轉(zhuǎn)彎靈活（用于連接內(nèi)外半軸），缺點是占用空間大。兩個三銷軸上連接內(nèi)外半軸），缺點是占用空間大。兩個三銷軸上小頭軸頸相互插入對方的軸承孔內(nèi)，而大端兩側(cè)的軸小頭軸頸相互插入對方的軸承孔內(nèi)，而大端兩側(cè)的軸頸則與主從動叉連接的銷孔連接，從而形成雙聯(lián)互動頸則與主從動叉連接的銷孔連接，從而形成雙聯(lián)互動的連接關(guān)系，以保證準等速傳動。的連接關(guān)系，以保證準等速傳動。2 2、等速萬向節(jié)

9、、等速萬向節(jié) ：在結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證萬向節(jié)在工：在結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點永遠位于兩軸交點的平分作過程中，其傳力點永遠位于兩軸交點的平分面上。面上。1 1）球叉式萬向節(jié)）球叉式萬向節(jié): :主從動叉內(nèi)部有曲面凹槽，主從動叉主從動叉內(nèi)部有曲面凹槽，主從動叉間裝有五個鋼球（一個中心鋼球通過定位銷定位在從動間裝有五個鋼球（一個中心鋼球通過定位銷定位在從動叉上，一鎖止銷限制定位銷的軸向移動，為中心鋼球定叉上，一鎖止銷限制定位銷的軸向移動，為中心鋼球定位，四個傳動鋼球與在主從動叉內(nèi)部有曲面凹槽內(nèi)滾位，四個傳動鋼球與在主從動叉內(nèi)部有曲面凹槽內(nèi)滾動）。結(jié)構(gòu)簡單，允許最大交角為動）。結(jié)構(gòu)簡單，允許最大

10、交角為32323333，一般應(yīng)用與，一般應(yīng)用與轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。 2 2）球籠式萬向節(jié)）球籠式萬向節(jié)：按主從動叉在傳動轉(zhuǎn)矩過程中軸向：按主從動叉在傳動轉(zhuǎn)矩過程中軸向是否位移分為固定型球籠式萬向節(jié)是否位移分為固定型球籠式萬向節(jié)RFRF（內(nèi)裝有類似一個內(nèi)裝有類似一個球形滾珠軸承的原理）交角大（球形滾珠軸承的原理）交角大（45455050）承載能力）承載能力強，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝簡便，應(yīng)用于前轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，布置強，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝簡便，應(yīng)用于前轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，布置在靠近車輪處的外側(cè)和伸縮型球籠式萬向節(jié)在靠近車輪處的外側(cè)和伸縮型球籠式萬向節(jié)VLVL（原理類原理類似）只是主動軸可以通過花鍵在內(nèi)滾道內(nèi)作一定的軸

11、向似）只是主動軸可以通過花鍵在內(nèi)滾道內(nèi)作一定的軸向移動，可以適應(yīng)軸向的振動，一般裝在前置前驅(qū)的轉(zhuǎn)向移動，可以適應(yīng)軸向的振動，一般裝在前置前驅(qū)的轉(zhuǎn)向橋上靠近主減速器處。橋上靠近主減速器處。繞性萬向節(jié)繞性萬向節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 傳動軸與中間支承傳動軸與中間支承聯(lián)接變速器與驅(qū)動橋的傳動軸部件是由傳動聯(lián)接變速器與驅(qū)動橋的傳動軸部件是由傳動軸及其兩端焊接的花鍵軸（一般為可滑動的，軸及其兩端焊接的花鍵軸（一般為可滑動的，以適應(yīng)傳動軸長度的變化）和萬向節(jié)叉（一以適應(yīng)傳動軸長度的變化）和萬向節(jié)叉（一般也為可滑動的）組成。為了適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)，般也為可滑動的）組成。為了適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)，長傳動軸會加劇振動，通常變?yōu)閮啥吻抑?/p>

12、間長傳動軸會加劇振動，通常變?yōu)閮啥吻抑虚g加支承；為了加強強度和剛度，一般是空心加支承；為了加強強度和剛度，一般是空心軸；為了減小花鍵聯(lián)接的軸向阻力和磨損，軸；為了減小花鍵聯(lián)接的軸向阻力和磨損，一般采用滾動花鍵且進行表面處理。一般采用滾動花鍵且進行表面處理。中間支承應(yīng)能補償傳動軸軸向和角度方向的中間支承應(yīng)能補償傳動軸軸向和角度方向的安裝誤差以及行駛中的振動和車架變形。安裝誤差以及行駛中的振動和車架變形。1 1）蜂窩軟墊式中間支承（蜂窩軟墊式中間支承（EQ1090E)EQ1090E)；2 2）雙列圓雙列圓錐滾子式（錐滾子式（CA1091CA1091）；）；3 3）擺動式中間支承擺動式中間支承 消除變速器與驅(qū)動橋間相對運動產(chǎn)生干涉的結(jié)構(gòu)裝置消除變速器與驅(qū)動橋間相對運動產(chǎn)生干涉的結(jié)構(gòu)裝置 萬向節(jié)：萬向節(jié)：允許軸線夾角變化；允許軸線夾角變化； 傳動軸花鍵傳動軸花鍵- -滑動萬向節(jié)叉滑動萬向節(jié)叉：允許距離變化。允許距離變化。傳動軸花鍵傳動軸花鍵- -滑動萬向節(jié)叉滑動萬向節(jié)叉本章復(fù)習(xí)思考題本章復(fù)習(xí)思考題1 1汽車傳動系中為什么要設(shè)萬向傳動裝置？汽車傳動系中為什么要設(shè)萬向傳動裝置？該裝