萬向傳動軸設(shè)計(jì)

1、萬向節(jié)萬向節(jié)傳動軸傳動軸中間支承中間支承萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用圖萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用圖(1)(1)萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用圖萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用圖(2)(2)萬向節(jié)按其剛度的大小可分為萬向節(jié)按其剛度的大小可分為剛性萬向節(jié)剛性萬向節(jié)和和撓性撓性萬向節(jié)萬向節(jié)，前者的動力是靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞前者的動力是靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞的；而后者的動力則是靠彈性零件傳遞的，如橡的；而后者的動力則是靠彈性零件傳遞的，如橡膠盤、橡膠塊等，由于彈性元件的變形量有限，膠盤、橡膠塊等，由于彈性元件的變形量有限，因而撓性萬向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大以及有因而撓性萬向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大以及有微量軸

2、向位移的軸間傳動。微量軸向位移的軸間傳動。 剛性萬向節(jié)分為剛性萬向節(jié)分為不等速萬向節(jié)不等速萬向節(jié)(如常見的十字如常見的十字軸式軸式)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（雙聯(lián)式、三銷軸式）和（雙聯(lián)式、三銷軸式）和等等速萬向節(jié)速萬向節(jié)（球叉式、球籠式等）。（球叉式、球籠式等）。 套筒套筒十字軸十字軸傳動軸叉?zhèn)鲃虞S叉卡環(huán)卡環(huán)軸承外圈軸承外圈（滾針）（滾針）套筒叉套筒叉十字軸式剛性萬向節(jié)十字軸式剛性萬向節(jié)12 萬向節(jié)叉萬向節(jié)叉萬向節(jié)叉萬向節(jié)叉十字軸十字軸油封油封彈簧彈簧球碗球碗雙聯(lián)叉雙聯(lián)叉球頭球頭3、三銷軸式準(zhǔn)等速萬向節(jié)、三銷軸式準(zhǔn)等速萬向節(jié) 三銷軸式萬向節(jié)是由雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來的準(zhǔn)等三銷軸式萬向節(jié)是由雙

3、聯(lián)式萬向節(jié)演變而來的準(zhǔn)等速萬向節(jié)。速萬向節(jié)。裝合后，可形成裝合后，可形成Q1 Q1， Q2 Q2 ，R R三根三根軸線。軸線。三銷軸式萬向節(jié)最大特三銷軸式萬向節(jié)最大特點(diǎn)是允許相鄰兩軸有較點(diǎn)是允許相鄰兩軸有較大的交角，最大可達(dá)大的交角，最大可達(dá)45 。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中采用這種萬向節(jié)，可使汽車獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中采用這種萬向節(jié)，可使汽車獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，提高了汽車的機(jī)動性，缺點(diǎn)是所占空間較大。提高了汽車的機(jī)動性，缺點(diǎn)是所占空間較大。（三）等速萬向節(jié)的工作原理（三）等速萬向節(jié)的工作原理 當(dāng)萬向節(jié)主動當(dāng)萬向節(jié)主動軸與從動軸之間傳軸與從動軸之間傳力點(diǎn)一直處于主動力點(diǎn)一直處于主動軸軸線和從動

4、軸軸軸軸線和從動軸軸線夾角平分線上（線夾角平分線上（或者說傳力點(diǎn)距這或者說傳力點(diǎn)距這兩軸線的距離相等）兩軸線的距離相等）時，必然能實(shí)現(xiàn)等角速傳動。（時，必然能實(shí)現(xiàn)等角速傳動。（相當(dāng)于一對大小相等的錐齒輪傳動，空間同速點(diǎn)！節(jié)圓錐。）圖4-1 球叉式萬向節(jié)a)圓弧槽滾道型 b)直槽滾道型 直槽滾道型球叉式萬向節(jié)（圖直槽滾道型球叉式萬向節(jié)（圖4-1b），兩個球叉上），兩個球叉上的直槽與軸的中心線傾斜相同的角度，彼此對稱。在兩的直槽與軸的中心線傾斜相同的角度，彼此對稱。在兩球叉間的槽中裝有四個鋼球。由于兩球叉中的槽所處的球叉間的槽中裝有四個鋼球。由于兩球叉中的槽所處的位置是對稱的，這便保證了四個鋼球的

5、中心處于兩軸夾位置是對稱的，這便保證了四個鋼球的中心處于兩軸夾角的平分面上。這種萬向節(jié)加工比較容易，允許的軸間角的平分面上。這種萬向節(jié)加工比較容易，允許的軸間夾角不超過夾角不超過20，在兩叉間允許有一定量的軸間滑動。，在兩叉間允許有一定量的軸間滑動。 圖圖4-1 球叉式萬向節(jié)球叉式萬向節(jié)a)圓弧槽滾道型圓弧槽滾道型 b)直槽滾道型直槽滾道型 圖4-2 Rzeppaz型球籠式萬向節(jié)1球形殼 2鋼球 3星形套 4球籠 5導(dǎo)向盤 6分度桿 圖4-3 Birfield型球籠式萬向節(jié) 圖4-4伸縮型球籠式萬向節(jié) Rzeppa型球籠式萬向節(jié)主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，目前應(yīng)用較少。Birfield型球籠式萬向

6、節(jié)和伸縮型球籠式萬向節(jié)被廣泛地應(yīng)用在具有獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，在靠近轉(zhuǎn)向輪一側(cè)采用Birfield型萬向節(jié)，靠近差速器一側(cè)則采用伸縮型球籠式萬向節(jié)。伸縮型萬向節(jié)還被廣泛地應(yīng)用到斷開式驅(qū)動橋中。 12212cossincos12112/12max2cos/112min2cos1tansin1min2max2k（4-2）如不計(jì)萬向節(jié)的摩擦損失，主動軸轉(zhuǎn)矩T1和從動軸轉(zhuǎn)矩T2與各自相應(yīng)的角速度有關(guān)系式2211TT，這樣有 11222coscossin1TT（4-3）顯然，當(dāng)12/最小時，從動軸上的轉(zhuǎn)矩為最大cos/1max2TT；當(dāng)12/最大時，從動軸上的轉(zhuǎn)矩為最小cos1min2TT。T1與一定

7、時，T2在其最大值與最小值之間每一轉(zhuǎn)變化兩次。 圖4-5 十字軸萬向節(jié)的力偶矩 a) 1=0，1= b) 1=/2，1=3/2 1T2T當(dāng)主動叉1處于0和時位置時（圖41T必2T存在，且矢量垂直于矢量T2；1處于/2和3/2位置時-5a），由于T1作用在十字軸平面，為零；而T2的作用平面與十字軸不共平面，必有合矢量+T2指向十字軸平面的法線方向，2T與T1大小相等、方向相反。這樣，從動叉2T上的附加彎矩=T1sin。2T當(dāng)主動叉（圖4-5b），同理可知=0，主動叉上的附加彎矩=T1tan。 2T1T 分析可知，附加彎矩的大小是在零與上述兩最大值之間變化，其變化周期為 ，即每一轉(zhuǎn)變化兩次。附加彎矩可引起與萬向節(jié)相連零部件的彎曲振動，可在萬向節(jié)主、從動軸支承上引起周期性變化的徑向載荷，從而激起支承處的振動。因此，為了控制附加彎矩，應(yīng)避免兩軸之間的夾角過大。 當(dāng)輸入軸與輸出軸相交時（圖4-6c），傳動軸兩端萬向節(jié)叉上所受的附加彎矩方向相同，不能彼此平衡，傳動軸發(fā)生如圖4-6d中雙點(diǎn)劃線所示的彈性彎曲。 圖4-6 附加彎矩對傳動軸的作用 2228102 . 1ccckLdDn式中