汽車結(jié)構(gòu)第17章萬向傳動裝置教程文件課件

1、汽車構(gòu)造電子教案第十七章 萬向傳動裝置7/27/20221第十七章 萬向傳動裝置 萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還加裝中間支承。汽車上任何一對軸線相交且相對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞，均須通過萬向傳動裝置。7/27/20222哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）a.采用一般由兩個萬向節(jié)和一根傳動軸組成的萬向傳動裝置 b.在變速器與驅(qū)動橋距離較遠的情況下。應(yīng)將傳動軸分成兩段 c.對于雙軸驅(qū)動的越野汽車 d.在三軸驅(qū)動的越野汽車中，中后橋的驅(qū)動形式有兩種，即貫通式 e.非貫通式 f.對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋,采用獨立懸架，則在靠近主減速器處也需要有萬向節(jié) g.對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋,前驅(qū)動輪用非獨立懸架，只須在

2、轉(zhuǎn)向輪附近裝一個萬向節(jié) 7/27/20223哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）萬向傳動裝置萬向傳動裝置除用于汽車的傳動系外，還可用與動力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)。 第一節(jié) 萬向節(jié)第二節(jié) 傳動軸和中間支撐7/27/20224哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）十字軸式剛性萬向節(jié)十字軸式剛性萬向節(jié)因其結(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交角（一般為1520），故普遍用于各類汽車的傳動系中。1.十字軸式剛性萬向節(jié)的構(gòu)造及潤滑 2.十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等速性3.雙萬向節(jié)傳動的等速條件 7/27/20226哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）構(gòu)造 十字軸式萬向節(jié)的損壞是以十字軸頸和滾針軸承的磨損為標(biāo)志的，因此潤滑與密封直

3、接影響萬向節(jié)的使用壽命。為了提高密封性能,近年來在十字軸式萬向節(jié)多采用圖17-4所示的橡膠油封。 7/27/20227哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）十字軸式剛性萬向節(jié)7/27/20228哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）十字軸式剛性萬向節(jié)7/27/20229哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）十字軸式剛性萬向節(jié)7/27/202210哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 萬向節(jié)中常見的滾針軸承的軸向定位方式,除蓋板式外,還應(yīng)用內(nèi),外擋圈固定式(圖17-5和圖17-6)。其特點是工作可靠，零件少，結(jié)構(gòu)簡單。7/27/202211哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等速性，單個十字軸式剛性萬向節(jié)在輸入軸和輸出軸之間有夾角的情況下，其

4、兩軸的角速度是不相等的。 主動叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動軸垂直的情況 7/27/202212哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 主動叉在水平位置，并且十字軸平面與從動軸垂直時的情況 。當(dāng)主、從動叉轉(zhuǎn)到所述位置時，從動軸轉(zhuǎn)速小于主動軸轉(zhuǎn)速。 由這兩個特殊情況的分析可以看出，十字軸式萬向節(jié)在轉(zhuǎn)動過程中，主、從動軸的轉(zhuǎn)速是不相等的。7/27/202213哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）圖17-7c表示兩軸轉(zhuǎn)角差 隨主動軸轉(zhuǎn)角 的變化關(guān)系。必須注意的是，所謂的“傳動的不等速性”，是指從動軸在一周中角速度不均而言。而主、從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動軸轉(zhuǎn)過一周從動軸也轉(zhuǎn)過一周。單萬向節(jié)轉(zhuǎn)動的不等速性，將使從動軸及與

5、其相連的傳動部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。兩軸交角 越大，轉(zhuǎn)角差越大，即萬向節(jié)轉(zhuǎn)動的不等速性越嚴重。7/27/202214哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）雙萬向節(jié)傳動的等速條件第一萬向節(jié)兩軸間夾角與第二萬向節(jié)兩軸間夾角相等；第一萬向節(jié)的從動叉與第二萬向節(jié)的主動叉處于同一平面內(nèi)。后一條件完全可以由傳動軸和萬向節(jié)的正確裝配保證。但是，前一條件（ ）只能在采用驅(qū)動輪獨立懸架時，才有可能通過整車的總布置設(shè)計和總裝配工藝的保證來實現(xiàn)， 7/27/202215哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）準(zhǔn)等速萬向節(jié)準(zhǔn)等速萬向節(jié)是根據(jù)上述雙萬向節(jié)實現(xiàn)等速傳動的原理而實現(xiàn)的，常見的有雙聯(lián)式和三銷軸式萬向節(jié)。雙聯(lián)式萬

6、向節(jié)三銷軸式萬向節(jié)7/27/202216哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）雙聯(lián)式萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié)實際上是一套傳動軸長度縮減至最小的雙萬向節(jié)等速傳動裝置。 雙聯(lián)式萬向節(jié)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋時，可以沒有分度機構(gòu)，但必須在結(jié)構(gòu)上保證雙聯(lián)式萬向節(jié)中心位于主銷軸線與半軸軸線的交點，以保證準(zhǔn)等速傳動。雙聯(lián)式萬向節(jié)允許有較大的軸間夾角，且具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，工作可靠等優(yōu)點，故在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中的應(yīng)用逐漸增多。7/27/202217哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）雙聯(lián)式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)實例 7/27/202218哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）三銷軸式萬向節(jié)三銷軸式萬向節(jié)是雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來的準(zhǔn)等速萬向節(jié)。 三銷軸式萬向節(jié)的最大特點是允許相鄰兩軸

7、有較大的交角，最大可達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，提高汽車的機動性。其缺點是占用空間較大。7/27/202219哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）球面滾輪式萬向節(jié)圖17-11所示為一種得到較廣泛應(yīng)用的球面滾輪式準(zhǔn)等速萬向節(jié)。裝在與萬向節(jié)軸5制成一體的三根銷軸3上的球面滾輪4，可沿與另一萬向節(jié)軸1相連的筒狀體的三個軸向槽2移動，起到伸縮花鍵的作用。三個球面滾輪與筒狀體的槽壁之間可傳遞轉(zhuǎn)矩。結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證沿圓周等分的三個球面滾輪的軸線始終位于或近似位于萬向節(jié)兩軸夾角的等分面上。該萬向節(jié)允許的軸間夾角可達43。7/27/202220哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）等速萬向節(jié)7/27/202

8、221哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）等速萬向節(jié) 球籠式萬向節(jié)球叉式萬向節(jié) 等速萬向節(jié)基本原理7/27/202222哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）基本原理 等速萬向節(jié)的基本原理是，從結(jié)構(gòu)上保證萬向節(jié)在工作過程中的傳力點永遠位于兩軸結(jié)交點的平分面上。圖17-12為一對大小相同的錐齒輪傳動示意圖 。7/27/202223哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）球叉式萬向節(jié)球叉式萬向節(jié)的構(gòu)造如圖17-13所示。 7/27/202224哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）這種結(jié)構(gòu)的等角速傳動原理可按圖17-14來說明 主動叉和從動叉的中心線是以 為圓心的兩個半徑相等的圓，而圓心與萬向節(jié)中心O的距離相等。因此，在主動軸和從動軸以任何角度相交的情況下，傳

9、動鋼球中心都位于兩圓的交點上，以即所有傳動鋼球都位于角平分面上，因而保證了等角速傳動。 7/27/202225哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，允許最大交角為3233，一般應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，如圖17-15所示。 近年來，有些球叉式萬向節(jié)中省去了定位銷和鎖止銷，中心鋼球上也沒有凹面，靠壓力裝配。這樣，結(jié)構(gòu)更為簡單，但拆裝不便。 球叉式萬向節(jié)工作時，只有兩個鋼球傳力，反轉(zhuǎn)時，則由另兩個鋼球傳力。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。7/27/202226哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）球籠式萬向節(jié)7/27/202227哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）球籠式萬向節(jié)的等速傳動原理

10、球籠式等角速萬向節(jié)在兩軸最大交角47的情況下，仍可傳遞轉(zhuǎn)矩，且在工作時，無論傳動方向如何，6個鋼球全部傳力。與球叉式萬向節(jié)相比，其承載能力強，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，因此應(yīng)用越來越廣泛 。7/27/202228哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）伸縮型球籠式萬向節(jié)（簡稱VL節(jié)）的結(jié)構(gòu) 伸縮型球籠式萬向節(jié)（VL節(jié)），在傳動驅(qū)動橋中均布置在靠傳動器一側(cè)（內(nèi)側(cè)），而軸向不能伸縮的球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)）則布置在轉(zhuǎn)向節(jié)處（外側(cè)）， 7/27/202229哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）撓性萬向節(jié)撓性萬向節(jié)依靠其中彈性件變形來保證在相交兩軸間傳動時不發(fā)生機械干涉。彈性件可以是橡膠盤，橡膠金屬套筒，六角形橡膠圈或其他結(jié)構(gòu)形式。由于彈性

11、件的彈性變形量有限，故撓性萬向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大（35）和只有微量軸向位移的萬向傳動場合。它可以消除制造安裝誤差和車架變形對傳動的影響。此外，它還具有能吸收傳動系中的沖擊載荷和衰減扭轉(zhuǎn)振動，結(jié)構(gòu)簡單，無需潤滑等優(yōu)點。7/27/202230哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）圖17-20所示為原上海SH380A型自卸汽車上用來聯(lián)接發(fā)動機輸出軸與液力機械變速器輸入軸的撓性萬向節(jié)。 彈性連接件的結(jié)構(gòu)如圖17-21所示。兩個橡膠塊1裝在兩半對和的外殼3中，每個橡膠塊中有一襯套2。 7/27/202231哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第二節(jié) 傳動軸和中間支撐常見的輕中型貨車中，連接變速器與驅(qū)動橋的傳動軸部件由傳動軸及其

12、兩端焊接的花鍵軸和萬向節(jié)叉組成。汽車行駛過程中，變速器與驅(qū)動橋的相對位置經(jīng)常變化，為避免運動干涉，傳動軸中設(shè)有由滑動叉和花鍵軸組成的滑動花鍵連接，以實現(xiàn)傳動軸長度的變化。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。7/27/202232哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）傳動軸在高速旋轉(zhuǎn)時，由于離心力作用將產(chǎn)生劇烈振動。因此，當(dāng)傳動軸與萬向節(jié)裝配后，必須滿足動平衡要求。 傳動軸過長時，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。 7/27/202233哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/27/202234哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 傳動軸分段時須加中間支承。通常中間支承安裝在車架橫梁上，應(yīng)能補償

13、傳動軸軸向和角度方向的安裝誤差以及車輛行駛過程中由于發(fā)動機傳動或車架等變形所引起的位移。 東風(fēng)EQ1090E型汽車的中間傳動軸采用蜂窩軟墊式中間支承（圖17-25）與車架相連接。 能適應(yīng)安裝誤差和行駛中出現(xiàn)的位移。還可吸收振動并減少噪聲傳導(dǎo)。蜂窩軟墊式結(jié)構(gòu)簡單，效果良好，應(yīng)用較廣泛。7/27/202235哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）有的汽車采用擺動式中間支承（圖17-26）。當(dāng)發(fā)動機軸向竄動時，中間支承可繞支承軸3擺動，改善了軸承的受力狀況。此外，橡膠襯套2和5能適應(yīng)傳動軸軸線在橫向平面內(nèi)少量的位置變化。7/27/202236哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海） 東風(fēng)EQ2080型越野汽車從分動器4（圖17-28）到驅(qū)動橋10的傳動軸，是由后橋