第十七章萬(wàn)向傳動(dòng)裝置

1、第十七章 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置萬(wàn)向傳動(dòng)裝置一般由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還加裝中間支承。汽車(chē)上任何一對(duì)軸線相交且相對(duì)位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)力傳遞，均須通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。在發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上，變速器常與發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器連成一體支承在車(chē)架上，而驅(qū)動(dòng)橋則通過(guò)彈性懸架與車(chē)架連接（圖17-1）。變速器輸出軸軸線與驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸軸線難以布置得重合，并且在汽車(chē)行駛的過(guò)程中，由于不平路面的沖擊等因素，彈性懸架系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)，使二軸相對(duì)位置經(jīng)常變化，故變速器的輸出咒語(yǔ)驅(qū)動(dòng)橋輸入軸不可能剛性連接，而必須采用一般由兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)和一根傳動(dòng)軸組成的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置（圖17-2a）。在變速器與驅(qū)動(dòng)橋距離較遠(yuǎn)的情況下。應(yīng)將傳動(dòng)軸

2、分成兩段（圖17-2b），即主傳動(dòng)軸3和中間傳動(dòng)軸5，用三個(gè)十字軸萬(wàn)向節(jié)2，且在中間傳動(dòng)軸后短設(shè)置了中間支承6。這樣，可避免因傳動(dòng)軸過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生的自振頻率降低，高轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生共振；同時(shí)提高了傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速和工作可靠性。對(duì)于雙軸驅(qū)動(dòng)的越野汽車(chē)（圖17-2c），當(dāng)變速器1與分動(dòng)器7分開(kāi)布置時(shí)，雖然他們都支承在車(chē)架上，而且在設(shè)計(jì)時(shí)，使其軸線重合，但為了消除制造、裝配誤差以及車(chē)架變形對(duì)傳動(dòng)的影響。在其間也經(jīng)常設(shè)有中間傳動(dòng)軸5。為了傳遞動(dòng)力，在分動(dòng)器與轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋之間又設(shè)置了前橋驅(qū)動(dòng)軸9。在三軸驅(qū)動(dòng)的越野汽車(chē)中，中后橋的驅(qū)動(dòng)形式有兩種，即貫通式（圖17-2d）和非貫通式（圖17-2e）。若采用非貫通式結(jié)構(gòu)是

3、，其后橋傳動(dòng)軸11也必須設(shè)置中間支承14，并常將其固定于中驅(qū)動(dòng)橋殼上（參看圖17-27）。對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，前輪既是轉(zhuǎn)向輪又是驅(qū)動(dòng)輪。作為轉(zhuǎn)向輪，要求它能在最大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)任意偏轉(zhuǎn)某一角度；作為驅(qū)動(dòng)輪，則要求半軸在車(chē)輪偏轉(zhuǎn)過(guò)程中不間斷的把動(dòng)力從主減速器傳到車(chē)輪。因此，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的半軸不能制成整體而要分段，且用萬(wàn)向節(jié)連接，以適應(yīng)汽車(chē)行駛時(shí)半軸各段的交角不斷變化的需要。若采用獨(dú)立懸架，則在靠近主減速器處也需要有萬(wàn)向節(jié)（圖17-2f）；若前驅(qū)動(dòng)輪用非獨(dú)立懸架，只須在轉(zhuǎn)向輪附近裝一個(gè)萬(wàn)向節(jié)（圖17-2g）。萬(wàn)向傳動(dòng)裝置除用于汽車(chē)的傳動(dòng)系外，還可用與動(dòng)力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。 第一節(jié) 萬(wàn)向節(jié)萬(wàn)向節(jié)按其在扭

4、轉(zhuǎn)方向上是否明顯的彈性，可分為剛性萬(wàn)向節(jié)和撓性萬(wàn)向節(jié)。在前者中，動(dòng)力是靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞的，而在后者者則靠彈性零件傳遞，且有緩沖減震作用。剛性萬(wàn)向節(jié)又可分為不等速萬(wàn)向節(jié)（常用的是十字軸式），準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)（雙聯(lián)式，三銷(xiāo)軸式等）和等速萬(wàn)向節(jié)（球叉式，球籠式等）。一、十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)可靠，效率高，且允許兩傳動(dòng)軸之間有較大的交角（一般為15º20º），故普遍用于各類(lèi)汽車(chē)的傳動(dòng)系中。（1）十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)的構(gòu)造及潤(rùn)滑，圖17-3所示為十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)的構(gòu)造。兩萬(wàn)向節(jié)叉2和6的孔分別活套在十字軸4的兩對(duì)軸頸上。這樣，當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸即

5、可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，又可繞十字軸中心的任意方向擺動(dòng)。為了減少摩擦損失，提高傳動(dòng)效率，在十字軸軸頸和萬(wàn)向節(jié)叉孔間裝有由滾針8和套筒9組成的滾針軸承。然后用螺釘和軸承蓋1將套筒9固定在萬(wàn)向節(jié)叉上，并用鎖片將螺釘鎖緊，以防止軸承在離心力作用下從萬(wàn)項(xiàng)節(jié)叉內(nèi)脫出。為了潤(rùn)滑軸承，十字軸做成中空的，并有路通向軸頸。潤(rùn)滑油從注油嘴3注入十字軸內(nèi)腔。為避免將潤(rùn)滑油流出及灰塵進(jìn)入軸承，在十字軸的軸頸上套著裝在金屬座圈內(nèi)的毛氈油封7。在十字軸的中部還裝有帶彈簧的安全閥5。如果十字軸內(nèi)腔的潤(rùn)滑油壓力大于允許值，安全閥即被頂開(kāi)而潤(rùn)滑油外溢，使油封不致因油壓過(guò)高而損壞。十字軸式萬(wàn)向節(jié)的損壞是以十字軸頸和滾針軸承的磨損為標(biāo)志的,因

6、此潤(rùn)滑與密封直接影響萬(wàn)向節(jié)的使用壽命.為了提高密封性能,近年來(lái)在十字軸式萬(wàn)向節(jié)多采用圖17-4所示的橡膠油封。實(shí)踐證明，橡膠油封的密封性能遠(yuǎn)優(yōu)于老式的毛氈或軟木墊油封。當(dāng)用注油槍向十字軸內(nèi)腔注入潤(rùn)滑油而是內(nèi)腔油壓大于允許值時(shí)，多余的潤(rùn)滑油便從橡膠油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出，故在十字軸上無(wú)需安裝安全閥。萬(wàn)向節(jié)中常見(jiàn)的滾針軸承的軸向定位方式,除上述蓋板式外,還應(yīng)用內(nèi),外擋圈固定式(圖17-5和圖17-6)。其特點(diǎn)是工作可靠，零件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（2）十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的不等速性，單個(gè)十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)在輸入軸和輸出軸之間有夾角的情況下，其兩軸的角速度是不相等的。下面就單萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)過(guò)程中的

7、兩個(gè)特殊位置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，說(shuō)明它傳動(dòng)的不等速性。1）主動(dòng)叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動(dòng)軸垂直的情況（圖17-7a）主動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)a的線速度在十字軸平面內(nèi)；從動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)b的線速度可分解為在十字軸平面內(nèi)的速度和垂直與十字軸平面的速度。由速度直角三角形可以看出。十字軸各股相等，即oa=ob。當(dāng)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)時(shí)，十字軸是繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，其上a、b兩點(diǎn)與十字軸平面內(nèi)的線速度在數(shù)值上應(yīng)相等，即。因此。由此可知，當(dāng)主、從動(dòng)叉轉(zhuǎn)到所述位置時(shí)，從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速大于主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。2）主動(dòng)叉在水平位置，并且十字軸平面與從動(dòng)軸垂直時(shí)的情況（圖17-7b）。此時(shí)主動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)a的線速度在平行于從動(dòng)叉的平面

8、內(nèi)，并且垂直于主動(dòng)輪。線速度可分解為在十字軸平面內(nèi)的速度和垂直于十字軸平面的速度。根據(jù)與上述同樣的道理，在數(shù)值上，而。因此，即當(dāng)主、從動(dòng)叉轉(zhuǎn)到所述位置時(shí)，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速小于主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。由上述兩個(gè)特殊情況的分析可以看出，十字軸式萬(wàn)向節(jié)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，主，從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速是不相等的。圖17-7c表示兩軸轉(zhuǎn)角差隨主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。有圖可見(jiàn)，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角在090º的范圍內(nèi)，從動(dòng)轉(zhuǎn)角相對(duì)主動(dòng)軸是超前的，即并且兩轉(zhuǎn)角差在=45º時(shí)達(dá)到最大值，隨后差值減小，即在此區(qū)間從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)速度大于主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)速度，且先加速后減速。當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)到90º時(shí)，從動(dòng)軸也同樣轉(zhuǎn)到90º。 從90

9、86;到180º，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)角相對(duì)主動(dòng)軸是滯后的，即，并且兩轉(zhuǎn)角差值在為135º時(shí)達(dá)到最大值，隨后差值減小，即在此區(qū)間從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)速度小于主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)速度，且先減速后加速。當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)到180º時(shí)，從動(dòng)軸也同時(shí)轉(zhuǎn)到180º。后半周情況與前半周相同。因此，如果主動(dòng)軸以等角速轉(zhuǎn)動(dòng)，而從動(dòng)軸則時(shí)快時(shí)慢，此即單個(gè)十字軸萬(wàn)向節(jié)在有夾角時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等速性。必須注意的是，所謂的“傳動(dòng)的不等速性”，是指從動(dòng)軸在一周中角速度不均而言。而主、從動(dòng)軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動(dòng)軸轉(zhuǎn)過(guò)一周從動(dòng)軸也轉(zhuǎn)過(guò)一周。由圖17-7c還可以看出，兩軸交角越大，轉(zhuǎn)角差越大，即萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等速性越嚴(yán)重。此

10、現(xiàn)象由上述兩個(gè)特殊情況下的速度分析也可得到說(shuō)明。從圖17-7a和b可以看出，與之差值，實(shí)際上就是和，或 與 之差值。在速度直角三角形內(nèi)，若夾角（即主從動(dòng)軸的交角）增大，則與或與的差值就越大。單萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等速性，將使從動(dòng)軸及與其相連的傳動(dòng)部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。（3）雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的等速條件 從以上分析可以想到，在兩軸（例如變速器的輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸）之間，若采用如圖17-8所是的雙（十字軸式）萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)，則第一萬(wàn)向節(jié)的不等速效應(yīng)就有可能被第二萬(wàn)向節(jié)的不等速效應(yīng)所抵消，從而實(shí)現(xiàn)兩軸間的等角速傳動(dòng)。必須滿足以下兩個(gè)條件：第一萬(wàn)向節(jié)兩軸間夾角與第二萬(wàn)向節(jié)兩軸間夾

11、角相等；第一萬(wàn)向節(jié)的從動(dòng)叉與第二萬(wàn)向節(jié)的主動(dòng)叉處于同一平面內(nèi)。后一條件完全可以由傳動(dòng)軸和萬(wàn)向節(jié)的正確裝配來(lái)保證。但是，前一條件（）只能在采用驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立懸架時(shí)，才有可能通過(guò)整車(chē)的總布置設(shè)計(jì)和總裝配工藝的保證來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵诖饲闆r下，主減速器和變速器的相對(duì)位置是固定的。在驅(qū)動(dòng)輪擦采用非獨(dú)立懸架時(shí)，由于彈性懸架的振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)橋輸入軸與變速器輸出軸的相對(duì)位置不斷變化，不可能在任何時(shí)候都保證，因而此時(shí)這兩部件之間的萬(wàn)向傳動(dòng)只能做到傳動(dòng)的不等速性盡可能小。就每一個(gè)萬(wàn)向節(jié)而言，只要存在的交角或，萬(wàn)向節(jié)在工作過(guò)程中內(nèi)部各零件之間就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而導(dǎo)致摩擦損失，降低傳動(dòng)效率。交角越大，則效率越低。因此，在汽車(chē)總體布

12、置上，應(yīng)盡量減小和。上述雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)雖能近似的解決等速傳動(dòng)問(wèn)題，但在某些情況下，例如轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的分段半軸間，在布置上受軸向尺寸的限制，而且轉(zhuǎn)向輪要去偏轉(zhuǎn)角度大（30º40º），因而上述雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)已難以適應(yīng)。在長(zhǎng)期實(shí)踐過(guò)程中，人們創(chuàng)造了各種等速和準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。只要用一個(gè)這樣的萬(wàn)向節(jié)，即能實(shí)現(xiàn)或基本實(shí)現(xiàn)等角速傳動(dòng)。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋及獨(dú)立懸架的后驅(qū)動(dòng)橋中，廣泛采用等角速萬(wàn)向節(jié)。二、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)和等速萬(wàn)向節(jié)（一）準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)是根據(jù)上述雙萬(wàn)向節(jié)實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)的原理而實(shí)現(xiàn)的，常見(jiàn)的有雙聯(lián)式和三銷(xiāo)軸式萬(wàn)向節(jié)。雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)實(shí)際上是一套傳動(dòng)軸長(zhǎng)度縮減至最小的雙萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)裝置。圖1

13、7-9中雙聯(lián)叉3相當(dāng)于兩個(gè)在同一平面上的萬(wàn)向節(jié)叉。欲使軸1和軸 2的角速度相同，應(yīng)保證。為此，在雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)中裝有分度機(jī)構(gòu)，以期雙聯(lián)叉的對(duì)稱(chēng)線平分所連兩軸的夾角。圖17-10為雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在萬(wàn)向節(jié)叉6的內(nèi)端有球頭，與球碗9的內(nèi)圓面配合，球萬(wàn)座2則鑲嵌在萬(wàn)向節(jié)叉1內(nèi)端。球頭與球碗的中心與十字軸中心的連線中點(diǎn)重合。當(dāng)萬(wàn)向節(jié)叉6相對(duì)萬(wàn)向節(jié)叉1在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，雙聯(lián)叉5也被帶動(dòng)偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使兩十字軸中心連線與兩萬(wàn)向節(jié)叉1和6的軸線的交角（即圖17-9中的和）差值很小，從而保證兩軸角速度保證相等，其差值在容許范圍內(nèi)，故雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)具有準(zhǔn)等速性。雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，可以

14、沒(méi)有分度機(jī)構(gòu)，但必須在結(jié)構(gòu)上保證雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)中心位于注銷(xiāo)軸線與半軸軸線的交點(diǎn)，以保證準(zhǔn)等速傳動(dòng)。雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)允許有較大的軸間夾角，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中的應(yīng)用逐漸增多。北京吉普汽車(chē)有限公司生產(chǎn)的切諾基輕型越野汽車(chē)的前傳動(dòng)軸與分動(dòng)器前輸出軸之間，即采用這種雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)。 三銷(xiāo)軸式萬(wàn)向節(jié)是雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)演變而來(lái)的準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。圖17-11所示為東風(fēng)EQ2080型汽車(chē)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中所采用的三銷(xiāo)軸式萬(wàn)向節(jié)。它主要由兩個(gè)偏心軸叉1和3，兩個(gè)三銷(xiāo)軸2和4以及6個(gè)軸承，密封件等組成。主、從動(dòng)偏心軸叉分別與轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)，外半軸制成一體。叉孔中心線與叉軸中心線互相垂直但不相交。

15、兩叉由兩個(gè)三銷(xiāo)軸連接。三銷(xiāo)軸的大端有一穿通的軸承孔，其中心線與小端軸頸中心線重合?？拷蠖藘蓚?cè)有兩軸頸，其中心線與小端軸頸中心線垂直并相交。裝合時(shí)，每一偏心叉軸的的兩叉孔與一個(gè)三銷(xiāo)軸的大端兩軸頸配合，而后兩個(gè)三銷(xiāo)軸的小端軸頸互相插入對(duì)方的大端軸承孔內(nèi)，這樣便形成了，和和三根軸線。 在與主動(dòng)偏心軸叉1相連的三銷(xiāo)軸4的兩個(gè)軸頸端面和軸承座6之間，裝有推力墊片10。其余各軸頸端面均無(wú)推力墊片，且斷面與軸承座之間留有較大的空隙，以保證在轉(zhuǎn)向時(shí)三銷(xiāo)軸萬(wàn)向節(jié)不致發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉現(xiàn)象。 三銷(xiāo)軸式萬(wàn)向節(jié)的最大特點(diǎn)是允許相鄰兩軸有較大的交角，最大可達(dá)45º。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中采用這種萬(wàn)向節(jié)可使汽車(chē)獲得較小的轉(zhuǎn)

16、彎半徑，提高汽車(chē)的機(jī)動(dòng)性。其缺點(diǎn)是占用空間較大。國(guó)產(chǎn)富康轎車(chē)前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中的半軸和輪轂之間，也采用了這種三銷(xiāo)軸式準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。（二）等速萬(wàn)向節(jié)等速萬(wàn)向節(jié)的基本原理是，從結(jié)構(gòu)上保證萬(wàn)向節(jié)在工作過(guò)程中的傳力點(diǎn)永遠(yuǎn)位于兩軸結(jié)交點(diǎn)的平分面上。圖17-12為一對(duì)大小相同的錐齒輪傳動(dòng)示意圖。兩齒輪的接觸點(diǎn)P位于兩齒輪軸線交角的平分面上，由P點(diǎn)到兩軸的垂直距離都等于r，在P點(diǎn)處兩齒輪的圓周速度是相等的，因而兩齒輪旋轉(zhuǎn)的角速度也相等。與此相似，若萬(wàn)向節(jié)的傳力點(diǎn)在其交角變化時(shí)始終位于角平分面內(nèi)，則可使兩萬(wàn)向節(jié)叉保持等角速度的關(guān)系。目前采用較廣的球叉式萬(wàn)向節(jié)和球籠式萬(wàn)向節(jié)均根據(jù)這一原理制成。1 球叉式萬(wàn)向節(jié)球叉式

17、萬(wàn)向節(jié)的構(gòu)造如圖17-13所示。主動(dòng)叉5與從動(dòng)叉1分別與內(nèi)外半軸制成一體。在主、從動(dòng)叉上，各有四個(gè)曲面凹槽，裝合后形成兩個(gè)相交的環(huán)形槽作為鋼球滾道。四個(gè)傳動(dòng)鋼球4放在槽中，中心鋼球6放在兩叉中心的凹槽內(nèi)，以定中心。為順利的將鋼球裝入槽中，在中心鋼球6上銑出一個(gè)凹面，凹面中央有深孔。裝合時(shí)，現(xiàn)將定位銷(xiāo)3裝入從動(dòng)叉內(nèi)，放入中心鋼球，然后在兩球叉槽中陸續(xù)裝入三個(gè)從動(dòng)鋼球，在將中心鋼球的凹面對(duì)向未放鋼球的凹槽，以便裝入第四個(gè)傳動(dòng)鋼球，提起從動(dòng)叉軸使定位銷(xiāo)3插入球孔中，最后將鎖止銷(xiāo)2插入從動(dòng)叉上與定位銷(xiāo)垂直的孔中，以限制定位銷(xiāo)軸向移動(dòng)，保證中心鋼球的正確位置。這種結(jié)構(gòu)的等角速傳動(dòng)原理可按圖17-14來(lái)說(shuō)

18、明：主動(dòng)叉和從動(dòng)叉的中心線是以為圓心的兩個(gè)半徑相等的圓，而圓心與萬(wàn)向節(jié)中心O的距離相等。因此，在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸以任何角度相交的情況下，傳動(dòng)鋼球中心都位于兩圓的交點(diǎn)上，以即所有傳動(dòng)鋼球都位于角平分面上，因而保證了等角速傳動(dòng)。球叉式萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，允許最大交角為32º33º，一般應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，如圖17-15所示。近年來(lái)，有些球叉式萬(wàn)向節(jié)中省去了定位銷(xiāo)和鎖止銷(xiāo)，中心鋼球上也沒(méi)有凹面，靠壓力裝配。這樣，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，但拆裝不便。球叉式萬(wàn)向節(jié)工作時(shí)，只有兩個(gè)鋼球傳力，反轉(zhuǎn)時(shí)，則由另兩個(gè)鋼球傳力。因此，鋼球與曲面凹槽之間的單位壓力越大，磨損較快，影響使用壽命。1. 球籠式萬(wàn)向節(jié)球

19、籠式萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖17-16所示。星形套7以內(nèi)花鍵與主動(dòng)軸1相連，其外表面有6條凹槽，形成內(nèi)滾道。球形殼8的內(nèi)表面有相應(yīng)的6條凹槽，形成外滾道。6個(gè)鋼球6分別裝在各條凹槽中，并由保持架4使之保持在一個(gè)平面內(nèi)，動(dòng)力由主動(dòng)軸1經(jīng)鋼球6，球形殼8輸出。球籠式萬(wàn)向節(jié)的等速傳動(dòng)原理，如圖17-17所示。外滾道的中心A與內(nèi)滾道的中心B分別位于萬(wàn)向節(jié)中心O為球心。因此，當(dāng)兩軸交角變化時(shí)，保持架可沿內(nèi)，外球面滑動(dòng)，以保持鋼球在一定位置。由圖17-17可見(jiàn)，由于OA=OB，CA=CB，CO是共邊，則三角形COA與COB全等。因此，COA=COB，即兩軸相交任意角時(shí)，其傳力鋼球C都位于交角平分面上。此時(shí)，鋼球到

20、主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的距離a和b相等，從而保證了從動(dòng)軸與主動(dòng)軸以相等的角速度旋轉(zhuǎn)。球籠式等角速萬(wàn)向節(jié)在兩軸最大交角47º的情況下，仍可傳遞轉(zhuǎn)矩，且在工作時(shí)，無(wú)論傳動(dòng)方向如何，6個(gè)鋼球全部傳力。與球叉式萬(wàn)向節(jié)相比，其承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，因此應(yīng)用越來(lái)越廣泛。例如，國(guó)產(chǎn)紅旗牌CA7220型，捷達(dá)，桑塔納，夏利等轎車(chē)，其前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)向節(jié)處均采用這種球籠式等速萬(wàn)向節(jié)。該結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)稱(chēng)RF節(jié)。伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)（簡(jiǎn)稱(chēng)VL節(jié)）的結(jié)構(gòu)如圖17-18所示。該結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)，外滾道是圓筒形的，在傳遞轉(zhuǎn)矩過(guò)程中，星形套2與筒形殼4可沿軸向相對(duì)移動(dòng)，故可省去其他萬(wàn)向裝置中必須有的滑動(dòng)花鍵。這不僅是結(jié)構(gòu)

21、簡(jiǎn)化，而且使星形套2與筒形套4之間的軸向相對(duì)移動(dòng)是通過(guò)鋼球5沿內(nèi)、外滾道滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，與滑動(dòng)花鍵相比，其滑動(dòng)阻力小，最適用于斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。這種萬(wàn)向節(jié)保持架的內(nèi)球面中心B與外球面中心A位于萬(wàn)向節(jié)中心O的兩邊，且與O等距離。鋼球中心C到A，B距離相等，以保證萬(wàn)向節(jié)作等角速傳動(dòng)。上述幾種國(guó)產(chǎn)轎車(chē)所采用的伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)（VL節(jié)），在傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋中均布置在靠傳動(dòng)器一側(cè)（內(nèi)側(cè)），而軸向不能伸縮的球籠式萬(wàn)向節(jié)（RF節(jié)）則布置在轉(zhuǎn)向節(jié)處（外側(cè)），如圖17-19所示。三、撓性萬(wàn)向節(jié)撓性萬(wàn)向節(jié)依靠其中彈性件變形來(lái)保證在相交兩軸間傳動(dòng)時(shí)不發(fā)生機(jī)械干涉。彈性件可以是橡膠盤(pán)，橡膠金屬套筒，六角形橡膠圈或其他結(jié)構(gòu)形式。由

22、于彈性件的彈性變形量有限，故撓性萬(wàn)向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大（3º5º）和只有微量軸向位移的萬(wàn)向傳動(dòng)場(chǎng)合。例如，常用來(lái)連接固定安裝在車(chē)架上的兩個(gè)部件（如發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器或變速器與分動(dòng)器）之間，以消除制造安裝誤差和車(chē)架變形對(duì)傳動(dòng)的影響。此外，它還具有能吸收傳動(dòng)系中的沖擊載荷和衰減扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)。圖17-20所示為原上海SH380A型自卸汽車(chē)上用來(lái)聯(lián)接發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸與液力機(jī)械變速器輸入軸的撓性萬(wàn)向節(jié)。它主要由借螺栓固定在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的大圓盤(pán)2，與花鍵轂5鉚接在一起的連接圓盤(pán)4，連接二者的四幅彈性連接件3以及定心用的中心軸1組成。 彈性連接件的結(jié)構(gòu)如圖17-21所

23、示。兩個(gè)橡膠塊1裝在兩半對(duì)和的外殼3中，每個(gè)橡膠塊中有一襯套2。每幅彈性連接件中的一個(gè)橡膠塊用螺栓固定在大圓盤(pán)上，而另一橡膠塊用螺栓固定與連接圓盤(pán)上（參看圖17-20）。動(dòng)力經(jīng)大圓盤(pán)輸入，通過(guò)襯套傳給每一幅彈性連接件中的一個(gè)橡膠塊，在經(jīng)外殼，另一橡膠塊和襯套傳給連接圓盤(pán)，最后經(jīng)花鍵轂和花鍵軸輸出。對(duì)于徑向剛度較小的撓性萬(wàn)向節(jié)，主、從動(dòng)件之間應(yīng)有定中心裝置，以免轉(zhuǎn)速升高時(shí)由于軸線偏離加大而產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。圖17-20所示結(jié)構(gòu)中，即靠大圓盤(pán)上中心軸1的球面與花鍵轂的內(nèi)圓面配合來(lái)定心。第二節(jié) 傳動(dòng)軸和中間支撐常見(jiàn)的輕中型貨車(chē)中，連接變速器與驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)軸部件由傳動(dòng)軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬(wàn)向節(jié)叉組成

24、。汽車(chē)行駛過(guò)程中，變速器與驅(qū)動(dòng)橋的相對(duì)位置經(jīng)常變化，為避免運(yùn)動(dòng)干涉，傳動(dòng)軸中設(shè)有由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵連接，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度的變化。為減少摩損，還裝有用以加注滑脂的油嘴、油封、堵塞和防塵套。傳動(dòng)軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力作用將產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。因此，當(dāng)傳動(dòng)軸與萬(wàn)向節(jié)裝配后，必須滿足動(dòng)平衡要求。圖17-22中的零件3即為平衡用的平衡片。平衡后，在萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉13與主傳動(dòng)軸16上刻有裝配位置標(biāo)記21，以便拆卸后重裝時(shí)保持 二者的相對(duì)角位置不變。傳動(dòng)軸過(guò)長(zhǎng)時(shí)，自振頻率降低，易產(chǎn)生共振，故常將其分為兩段并加中間支承。前段稱(chēng)中間傳動(dòng)軸（如圖17-22上部所示），后段為主傳動(dòng)軸（如圖17-22下部所示

25、）。3.0mm的薄鋼板卷焊成。超重型貨車(chē)的傳動(dòng)軸則直接采用無(wú)縫鋼管。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋或微型汽車(chē)的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置中，通常將傳動(dòng)軸制成實(shí)心軸。為了減小傳動(dòng)軸中花鍵連接的軸向滑動(dòng)阻力和磨損，可對(duì)花鍵進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層。有的則在花鍵槽內(nèi)滾動(dòng)元件，如國(guó)外有的汽車(chē)采用了圖17-23所示的圓柱滾子式花鍵連接。在傳動(dòng)軸內(nèi)套管3上制有4個(gè)均布的夾角為90º的凹槽（滾道），在傳動(dòng)軸外套管2上也相應(yīng)的制有4個(gè)均布的夾角為90º的貫通凹槽（滾道）。內(nèi)外套管的凹槽裝配吻合后，放入滾柱1，并使相鄰的滾柱各按向右或向左的順序間隔排列。內(nèi)外傳動(dòng)套管3和2的兩端裝有擋圈4，以防滾柱1脫落及限定內(nèi)外套管的位移量。工作中，內(nèi)外套管的相對(duì)滑動(dòng)，有滾柱在凹槽內(nèi)滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)傳動(dòng)軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)（圖17-23中A-A剖視），各凹槽中向右傾斜安裝的滾柱傳力；反之，向左傾斜的滾柱傳力。此外，有些轎車(chē)的斷開(kāi)式后驅(qū)動(dòng)橋中，采用了如圖17-24所示的半軸滾動(dòng)花鍵連接。在萬(wàn)向節(jié)套管叉2與外半軸3之間裝有花鍵軸套1。套管叉2的內(nèi)圓表面開(kāi)有三條凹槽，與此相應(yīng)，花鍵軸套1的外圓表面上有三條凸