萬向傳動(dòng)裝置

1、第十七章 萬向傳動(dòng)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(xué)習(xí)目標(biāo),汽車上的萬向傳動(dòng)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(guān)系是怎樣的？采取什么方法可使十字軸萬向節(jié)實(shí)現(xiàn)等角速度傳動(dòng)？ 試說明球籠式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)和其實(shí)現(xiàn)等角速度傳動(dòng)的原理。,參考書,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,在汽車傳動(dòng)系及其它系統(tǒng)中，為了實(shí)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(dòng)力傳遞，必須采用萬向傳動(dòng)裝 置。,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,1.動(dòng)力傳遞使用條件: a.動(dòng)力輸出和動(dòng)力輸入軸線不在同一直線上; b

2、.接受動(dòng)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(dòng)力轉(zhuǎn)軸. 3.組成:萬向節(jié),傳動(dòng)軸,中間支承.,一.萬向傳動(dòng)裝置的功用及組成,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,在汽車傳動(dòng)系及其它系統(tǒng)中，為了實(shí)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(dòng)力傳遞，必須采用萬向傳動(dòng)裝 置。,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,萬向傳動(dòng)裝置的應(yīng)用場合: 1）用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,2）用于多軸驅(qū)動(dòng)的越野 汽車中的變速器與分動(dòng) 器、分動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū) 動(dòng)橋與驅(qū)動(dòng)橋之間,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,3）變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間：發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器分別位于車架的不同位置，

3、由于車架的變形，會(huì)造成軸線間相互位置變化。,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,4）用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的半軸,17.1 萬向傳動(dòng)裝置概述,5）轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中,萬向節(jié),傳動(dòng)軸,17.2 萬向節(jié),萬向節(jié)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸之間變角度傳遞動(dòng)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(dòng)力靠零件之間的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞；而柔性萬向節(jié)的動(dòng)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(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分為: 不等速萬向節(jié)，如十字軸式萬向節(jié) 準(zhǔn)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(dòng)可 靠，效率高，且允許兩傳動(dòng)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(biāo)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(dòng)的不等速特性 1）主動(dòng)叉平面在垂直位置，且十字軸平面與主動(dòng)軸軸線垂直,a,從動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)b的線速度vb在與主動(dòng)叉平行平面內(nèi)，且垂直于從動(dòng) 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(diǎn)的線速度應(yīng)相等 即,主動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)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(dòng)的不等速特性 2）主動(dòng)叉平面在水平位置，且十字軸平面與從動(dòng)軸軸線垂直,主動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)a的線速度va在平行于從動(dòng)叉平行平面內(nèi)，且垂直于 主動(dòng)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(diǎn)的線速度應(yīng)相等 即,從動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)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(dòng)過程中，主、從 動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速是不相等的。,下圖是主、從動(dòng)軸轉(zhuǎn)角差1-2隨主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角1的變化關(guān)系,所謂“不等速特性”是指從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)過程中的角速度不均勻而言的。而主、從動(dòng)軸的平

6、均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動(dòng)軸轉(zhuǎn)一圈從動(dòng)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(dòng)軸及其相連接的傳動(dòng)部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，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(dòng)力呢？,17.2 萬向節(jié),十字軸式萬向節(jié)傳動(dòng)的等速條件,（1）采用雙萬向節(jié)傳動(dòng) （2）夾角1與夾角2 相等； （3）第一萬向節(jié)的從動(dòng)叉與第二萬向節(jié)的主動(dòng)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(gè)十字軸式萬向節(jié)和一根 傳動(dòng)軸，這就需要能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)等角速傳動(dòng)的萬向節(jié)。能實(shí)現(xiàn) 等角速傳動(dòng)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(dòng)原理，將

7、雙萬向節(jié)等角速傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)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(diǎn)：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(diǎn)：外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù) 目多，多用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中。,雙聯(lián)式萬向節(jié)允許有較大的軸間夾角,一般可達(dá)50。,17.2 萬向節(jié),2）三銷軸式萬向節(jié),優(yōu)點(diǎn)：允許有較大的軸間夾角。 缺點(diǎn)：外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)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(dòng)橋。,17.2 萬向節(jié),（2）錐齒輪傳動(dòng)原理 兩個(gè)同樣的錐齒輪相互嚙合傳動(dòng)，從動(dòng)齒輪與主動(dòng)

8、齒輪的轉(zhuǎn) 速必然是相同的。這樣的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從原理上也可以這樣描述：當(dāng) 萬向節(jié)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間傳力點(diǎn)一直處于主動(dòng)軸軸線和從動(dòng)軸 軸線夾角平分線上（或者說傳力點(diǎn)距這兩軸線的距離相等）時(shí)， 必然能實(shí)現(xiàn)等角速傳動(dòng)。,17.2 萬向節(jié),根據(jù)第二種等速傳動(dòng)原理，讓兩軸之間的傳力點(diǎn)永遠(yuǎn)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(shè)計(jì)的。 1）球叉式萬向節(jié),允許軸間最大夾角可達(dá)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(yùn)動(dòng)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(gè)鋼球全部傳力，承載能力強(qiáng)，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(yīng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)不發(fā)生機(jī)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(dòng)場合,17.3 傳動(dòng)軸和中間支承,傳動(dòng)軸 1.傳動(dòng)軸的組成 傳動(dòng)軸、花鍵軸、滑動(dòng)叉、中間支承和萬向節(jié)

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