萬向傳動裝置

關(guān)于萬向傳動裝置第一節(jié)概述1.萬向傳動裝置的功用及組成萬向傳動裝置的功用是能在汽車上任何一對軸間夾角和相對位置經(jīng)常發(fā)生變化的轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力。第2頁,共45頁，2024年2月25日，星期天一般由萬向節(jié)和傳動軸組成。第3頁,共45頁，2024年2月25日，星期天對于傳動距離較遠(yuǎn)的分段式傳動軸，還需設(shè)置中間支承。

12-4第4頁,共45頁，2024年2月25日，星期天萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用P266第5頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)萬向節(jié)剛性萬向節(jié)：十字軸、準(zhǔn)等速、等速萬向節(jié)。繞性萬向節(jié)：柔性萬向節(jié)。一、普通十字軸萬向節(jié)1.結(jié)構(gòu)：如圖、12-22.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單工作可靠最大夾角15~20°3.應(yīng)用：廣泛第8頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共45頁，2024年2月25日，星期天4.單個萬向節(jié)傳動的不等速性傳動的不等速性是指從動軸在一圈內(nèi)，其角速度時而大于主動軸的角速度，時而小于主動軸的角速度的現(xiàn)象。

P267-3-65P267-3-66第12頁,共45頁，2024年2月25日，星期天設(shè)主動叉軸1以等角速ω1旋轉(zhuǎn)，從動叉軸2與主動叉軸1有一夾角α。其角速度為ω2，十字軸旋轉(zhuǎn)半徑OA=OB=r。當(dāng)萬向節(jié)處于如圖(a)所示位置時，由于主、從動叉軸在十字軸上A點(diǎn)的瞬時線速度相等，為：

VA=ω1r=ω2rcosα

所以：ω2=ω1

／cosα

此時：ω2>ω1

當(dāng)主動叉軸轉(zhuǎn)過90°至如圖(b)所示位置時，主、從動叉軸在十字軸上B點(diǎn)的瞬時線速度相等，為：VB=ω1rcosα=ω2r所以：ω2=ω1cosα

此時：ω2<ω1

第13頁,共45頁，2024年2月25日，星期天單個十字軸萬向節(jié)的不等速性危害：會使從動軸及與其相連的傳動部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，產(chǎn)生附加的交變載荷及振動噪聲，影響零部件使用壽命。為避免這一缺陷，在汽車上均采用兩個普通萬向節(jié)，且中間以傳動軸相連，利用第二個萬向節(jié)的不等速效應(yīng)來抵消第一個萬向節(jié)的不等速效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸等角速傳動，但要達(dá)到這一目的，還必須滿足兩個條件：

(1)第一個萬向節(jié)的從動叉和第二個萬向節(jié)的主動叉應(yīng)在同一平面內(nèi)，即傳動軸兩端的萬向節(jié)叉在同一平面內(nèi)。

(2)輸入軸、輸出軸與傳動軸的夾角相等，即α1=α2。P268-3-67

第14頁,共45頁，2024年2月25日，星期天滿足上述兩條件的等速傳動有兩種排列方式：平行排列，(a)所示：等腰三角形排列，(b)所示。第15頁,共45頁，2024年2月25日，星期天二、等速萬向節(jié)等角速萬向節(jié)的基本原理：萬向節(jié)在工作過程中其傳力點(diǎn)始終位于兩軸交點(diǎn)的平分面上。與大小相同的錐齒輪傳動原理相同∵r、α/2相同∴V1=V2=VPω1=ω2P269-3-69第16頁,共45頁，2024年2月25日，星期天1.球叉式等速萬向節(jié)1)結(jié)構(gòu)：如圖第17頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2）原理：主、從叉曲面凹槽的中心線分別是以O(shè)1、O2為圓心的兩個半徑相等的圓，且圓心O1

、O2到萬向節(jié)中心O的距離相等，這樣無論主、從動軸以任何角度相交，傳動鋼球中心都位于兩圓的交點(diǎn)上，從而保證傳動鋼球始終位于兩軸交角α的平分面上，因而保證了等速傳動。第18頁,共45頁，2024年2月25日，星期天3）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、能等角速傳動、、最大夾角32～38°；但正反轉(zhuǎn)只有兩個剛球受力，磨損快。4）應(yīng)用：中、小型越野汽車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上。第19頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2.球籠式等速萬向節(jié)1）球籠式碗形萬向節(jié)(1)結(jié)構(gòu)：如圖為奧迪100型和上海桑塔納轎車半軸外萬向節(jié)所采用的碗形球籠式萬向節(jié)。P270-3-73第20頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）原理：當(dāng)中段半軸(主動軸)和外球座軸(從動軸)之間夾角α發(fā)生變化時，傳力鋼球中心始終位于兩軸交角的平分面上，并且到兩軸線的距離相等(如圖)，△COA≌△COB,從而保證了主、從動軸以相等的角速度旋轉(zhuǎn)。第21頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）特點(diǎn)：正反轉(zhuǎn)六個鋼球全部參加工作，因而磨損小，壽命長，承載能力強(qiáng)。最大夾角42～47°，靈活性好。（4）應(yīng)用：廣泛用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上。第22頁,共45頁，2024年2月25日，星期天12-5第23頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2）球籠式雙補(bǔ)償萬向節(jié)(1)結(jié)構(gòu)：如圖球籠式雙補(bǔ)償萬向節(jié)又稱球籠式萬向節(jié)滑動式。（2）原理：外球座4為圓筒形，內(nèi)、外滾道是與軸線平行的直線凹槽(即圓筒形)。在傳遞轉(zhuǎn)矩過程中，內(nèi)球座2與外球座4可以相對軸向移動。球籠3的內(nèi)外球面在軸線方向是偏心的，內(nèi)球面中心B與外球面中心A分別位于萬向節(jié)中心O的兩邊，且OA=OB。同樣，鋼球中心C到A、B的距離相等，以保證萬向節(jié)做等角速傳動。第24頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）特點(diǎn)：萬向節(jié)能軸向相對移動，可省去萬向傳動裝置中的滑動花鍵等伸縮機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)簡化，與滑動花鍵相比滾動阻力小，磨損輕，壽命長（六個鋼球都受力）。（4）應(yīng)用：適用于斷開式驅(qū)動橋上。第25頁,共45頁，2024年2月25日，星期天3）VL型萬向節(jié)（1）結(jié)構(gòu)：如圖，奧迪100型和上海桑塔納轎車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋半軸內(nèi)萬向節(jié)(靠近主減速器處)所采用的VL型球籠式萬向節(jié)。VL型球籠式萬向節(jié)又稱為伸縮型等速萬向節(jié)。第26頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）原理：內(nèi)、外滾道為圓筒形，且內(nèi)、外滾道不與軸線平行，而是以相同的角度相對于軸線傾斜著。同一零件上相鄰的兩條滾道的傾斜方向相反，形成“V”形。裝合后，同一周向位置內(nèi)、外滾道的傾斜方向剛好相反，即對稱交叉，而鋼球則處于內(nèi)外滾道的交叉部位。當(dāng)內(nèi)半軸與中半軸以任意夾角相交時，所有傳動鋼球都位于軸間交角的平分面上，從而實(shí)現(xiàn)等角速傳動。第27頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）特點(diǎn)：在動力傳遞過程中，內(nèi)、外球座可以沿軸向相對移動（伸縮量45mm）。省去了萬向傳動裝置中的滑動花鍵。最大夾角15~21°，壽命長，強(qiáng)度高（六個鋼球都受力）。（4）應(yīng)用：使用于斷開式驅(qū)動橋上。第28頁,共45頁，2024年2月25日，星期天3.三叉式等速萬向節(jié)如圖為三叉式等速萬向節(jié)(也稱三角式萬向節(jié))。它主要由三銷總成和萬向節(jié)套組成。三銷總成的花鍵孔與傳動軸內(nèi)花鍵配合，三個銷軸上均裝有軸承，以減小磨損。萬向節(jié)套的凸緣用螺栓連接，為防止?jié)櫥饴?，萬向節(jié)由防護(hù)罩封護(hù)，并用卡箍8、10、12緊固。三叉式等速萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，磨損小，并且可以軸向伸縮，在轎車中的應(yīng)用也逐漸增多。12-3第29頁,共45頁，2024年2月25日，星期天4.三銷軸式準(zhǔn)等角速萬向節(jié)準(zhǔn)等角速萬向節(jié)是根據(jù)兩個普通萬向節(jié)實(shí)現(xiàn)等速傳動的原理制成的，只能近似實(shí)現(xiàn)等角速傳動。第30頁,共45頁，2024年2月25日，星期天1）結(jié)構(gòu)：它主要由兩個偏心軸叉1、3，兩個三銷軸2、4，六個滑動軸承和密封件等組成。每一偏心軸叉的兩叉孔通過軸承和一個三銷軸大端的兩軸頸配合，兩個三銷軸的小端軸互相插入對方的大端軸承孔內(nèi)。2）用途：EQ、CQ越野車上。最大夾角45°第31頁,共45頁，2024年2月25日，星期天5.柔性萬向節(jié)它依靠其彈性件的彈性變形來保證在相交兩軸間傳動時不發(fā)生機(jī)械干涉。彈性件采用橡膠盤、橡膠金屬套筒、六角形橡膠圈等結(jié)構(gòu)。因彈性件的彈性變形有限，故柔性萬向節(jié)適用于兩軸間夾角不大(3°～5°)和微量軸向位移的萬向傳動裝置。如有的汽車發(fā)動機(jī)與變速器之間、變速器與分動器之間裝有柔性萬向節(jié)，以消除制造安裝誤差和車架變形對傳動的影響。第32頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)傳動軸和中間支承第33頁,共45頁，2024年2月25日，星期天1.傳動軸P237-3-79一般汽車：空心軸（低碳鋼板卷制焊接，質(zhì)量均勻），兩端焊有帶花鍵的軸頭和萬向節(jié)叉。重型車：空心軸（無縫鋼管）斷開式驅(qū)動橋：實(shí)心軸（傳遞扭矩大）傳動軸和萬向節(jié)裝配后要經(jīng)過動平衡，故焊有傳動片，應(yīng)按標(biāo)記安裝。第34頁,共45頁，2024年2月25日，星期天擺動式中間支承，可改善軸承的受力情況。第35頁,共45頁，2024年2月25日，星期天用于非貫通式后橋傳動軸支承。第36頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2.中間支承12-7橡膠墊環(huán)作為軸向和角度誤差的補(bǔ)償元件。軸承蓋上有黃油嘴，應(yīng)朝向傳動軸，且向下。第37頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)萬向傳動裝置故障診斷與檢修常見故障有：傳動軸振動和噪聲、起動噪音和滑行異響等。產(chǎn)生故障原因變形（彎曲、凹陷），動平衡被破壞滑磨（花鍵、萬向節(jié)）侵蝕（泥土、灰塵、水等）第38頁,共45頁，2024年2月25日，星期天一、萬向傳動裝置的故障診斷和排除1.傳動軸的振動和噪聲——現(xiàn)象：發(fā)生在行駛中，振動與車速成正比關(guān)系?！颍耗p（萬向節(jié)、花鍵）彎曲變形不平衡松動（連接部件、中間支承）——排故：檢查磨損，超限更換。檢查直線度，超限更換。平衡檢驗(yàn)檢查松動第39頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2、起動撞擊和滑行異響現(xiàn)象：發(fā)生在起步或滑行時。原因：磨損、松動。排故：磨損超限——更換。松動——擰緊。第40頁,共45頁，2024年2月25日，星期天二、萬向傳動裝置的檢修1.傳動軸㈠傳動軸彎曲程度檢查，見圖6-16規(guī)定見表6-1轎車相應(yīng)減小0.2mm。㈡檢查傳動軸花鍵與滑動叉的側(cè)隙轎車≯0.15mm，其他類型的汽車≯0.30mm。第41頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2.十字軸萬向節(jié):1）萬向節(jié)和十字軸不得有裂紋，否則應(yīng)更換。2）十字軸軸徑表面剝落、磨損溝槽或壓痕＞0.1mm以上，應(yīng)更換。3）十字軸承磨損檢查，見圖。轎車＜0.05mm,貨車＜0.25mm,否則應(yīng)更換。4)滾針軸承油封老化、滾針斷裂應(yīng)更換。3.中間支承：軸向間隙＜0.5mm,

頸向間隙＜0.05mm。4.等速萬向節(jié)第