汽車傳動(dòng)系之萬向傳動(dòng)裝置.ppt

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1、傳動(dòng)系之 萬向傳動(dòng)裝置 學(xué)習(xí)目標(biāo) 敘述傳動(dòng)軸的組成、作用和工作過程； 敘述不同萬向節(jié)的特點(diǎn)； 識別傳動(dòng)軸的主要零部件并敘述其主要 作用； 規(guī)范拆裝傳動(dòng)軸； 對傳動(dòng)軸的安裝質(zhì)量進(jìn)行自檢。 學(xué)習(xí)內(nèi)容 概述 萬向傳動(dòng)裝置的功用、組成、安裝位置 萬向節(jié) 十字軸式剛性萬向節(jié)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)和等速萬 向節(jié)、撓性萬向節(jié) 傳動(dòng)軸和中間支承 一、概述 萬向傳動(dòng)裝置的功用、組成、 安裝位置 （一）功用 實(shí)現(xiàn)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(dòng)力傳遞。 1.傳遞轉(zhuǎn)矩； 2.實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)； 3.防止運(yùn)動(dòng)干涉。 （二）組成 一般由 萬向節(jié) 和 傳動(dòng)軸

2、 組成，有時(shí)還需 加裝中間支承。 動(dòng)裝置 （三）安裝位置 兩輪驅(qū)動(dòng)汽車的傳動(dòng)軸是安裝在 變速器 與 驅(qū)動(dòng)橋 之間。 （四）在汽車上的應(yīng)用 變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間 變速器與分動(dòng)器之間 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中的主減速器與轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)輪 之間 在 發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng) 車輛 上，見圖 a），常將發(fā)動(dòng)機(jī)、離合 器和變速器連成一體安裝在車架上， 而驅(qū)動(dòng)橋則通過具有彈性的懸架與 車架連接。 在 多軸驅(qū)動(dòng) 的車輛上，在 分 動(dòng)器 與 驅(qū)動(dòng)橋 之間或驅(qū)動(dòng)橋與驅(qū) 動(dòng)橋之間 也需要采用萬向傳動(dòng)裝置， 見圖 b）。 由于車架的變形，也會(huì)造成兩 傳動(dòng)部件軸線間相互位置的變化， 圖 c）所示為在 發(fā)動(dòng)機(jī)

3、 與 變速器 之 間 裝用萬向傳動(dòng)裝置的情況。 圖 6-1 萬向傳動(dòng)裝置的應(yīng)用 1-萬向節(jié)； 2-傳動(dòng)軸； 3-前傳動(dòng)軸； 4-中間支承 二、萬向節(jié) 十字軸式剛性萬向節(jié)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)和 等速萬向節(jié)、撓性萬向節(jié) （一）分類 剛性萬向節(jié)： 十字軸、準(zhǔn)等速、等速萬 向節(jié)。 撓性萬向節(jié) （柔性萬向節(jié)）。 前者的動(dòng)力是靠兩軸間的 鉸鏈?zhǔn)竭B接 傳遞 的，而后者中則靠 彈性零件 傳遞，且有緩沖減 振作用。 1、十字軸式剛性萬向節(jié) 1.1 十字軸式剛性萬向節(jié)的構(gòu)造及潤滑 十字軸式剛性萬向節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)可靠， 效率高，并且允許兩傳動(dòng)軸之間有較大的 交角 （一般為 15

4、 20 ）， 故普遍應(yīng)用于各類汽 車的傳動(dòng)系中。 兩 萬向節(jié)叉 上的孔分別套在 十字軸 的兩對軸頸 上。這樣，當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸既可以隨 之轉(zhuǎn)動(dòng)，又可繞十字軸中心在任意方向擺動(dòng)。 十字軸式剛性萬向節(jié) 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)的不等 速性分析 傳動(dòng)的不等速性 是指單個(gè)十字軸式剛性萬向節(jié) 在輸入軸 和輸入軸之間有夾角 的情況下， 主動(dòng)軸 以等角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)， 從動(dòng)軸則是時(shí)快時(shí)慢 。 而 主、從動(dòng)軸的平均轉(zhuǎn)速是相等 。 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。 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)的不等 速性分析 2主動(dòng)叉在水平位置，并且十字軸平面與從動(dòng)軸垂

5、直時(shí)的情況。 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)的不等 速性分析 1.2 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)的不等 速性分析 結(jié)論： 由上述兩個(gè)特殊情況的分析可以看出， 十字 軸式萬向節(jié) 在傳動(dòng)過程中，主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 是不相等的。而且 兩軸交角 越大，萬向節(jié)傳 動(dòng)的不等速性越嚴(yán)重。 單萬向節(jié)傳動(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。 1.3 雙萬向節(jié)傳動(dòng)的等速條件 第一萬向節(jié)兩軸間夾角 1與第二萬向節(jié) 兩軸間夾角 2相等。 第一萬向節(jié)的從動(dòng)叉與第二萬向節(jié)的主 動(dòng)叉處于同一平面內(nèi)。 1.3 雙萬向節(jié)傳動(dòng)的等速條件 a.軸

6、間夾角相等 ; b.中間軸兩端叉處于同一平面 . 2、準(zhǔn)等速萬向節(jié) 雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié) 常見的準(zhǔn)等速萬向節(jié)有 雙聯(lián)式和三銷軸式 兩種，它們的工作原理與上 述雙十字軸萬向節(jié)實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)的原理是一樣的。 如圖 6-4所示為雙聯(lián)式萬向節(jié)的實(shí)際結(jié)構(gòu)。 如圖 6-5所示，在兩軸交角較小時(shí)，處在圓弧上的兩軸軸線交點(diǎn)離 上述中垂線很近，能夠使得與的差值很小，從而保證兩軸角速度 接近相 等 ，其差值在允許范圍內(nèi)，故雙聯(lián)式萬向節(jié)是一種準(zhǔn)等速萬向節(jié)。 圖 雙聯(lián)式萬向節(jié) 1、 6-萬向節(jié)叉； 2-導(dǎo)向套； 3-襯套； 4-防護(hù)圈； 5-雙聯(lián)叉； 7-油封 8、 10-墊圈；

7、 9-球碗； 11-彈簧 2.1 雙聯(lián)式萬向節(jié) 2.2 三銷軸式萬向節(jié) 3、等速萬向節(jié) 球叉式萬向節(jié)、球籠式萬向節(jié)、 三樞軸 -球面滾輪式萬向節(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(dòng)原理相同 r 、 /2相同 V1=V2=VP 1= 2 3.1.1 球叉式萬向節(jié) 主動(dòng)叉與從動(dòng)叉分別與內(nèi)、外半軸制成一體。 3.1.2 球叉式萬向節(jié)等角速傳動(dòng)原理 主動(dòng)叉和從動(dòng)叉凹槽 的中心線是以 O1 O2為圓 心的兩個(gè)半徑相等的圓， 而圓心 O1 O2與萬向節(jié)中 心 O的距離相等。因此，在

8、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，亦即所有傳動(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 向 節(jié) 等 角 速 傳 動(dòng) 原 理 圖 3.1.3 球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，允許 最大交角 為 32 33 ,一般應(yīng)用于 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 中。 球叉式萬向節(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較 大，磨損較快，影響使用壽命。 3.2 球籠式萬向節(jié) 星形套以內(nèi)花鍵與主動(dòng)軸相連，其外表面有 6 條凹槽，形成內(nèi)滾道。球形殼的內(nèi)表面有相應(yīng) 的 6條凹槽，形成外滾道

9、。 球籠式萬向節(jié)有兩種類型： 1軸向不可伸縮型（ RF節(jié) ） （固定型） 一般布置在轉(zhuǎn)向節(jié)處 2軸向可伸縮型（ VL節(jié)） （伸縮型） 適用于斷開式驅(qū)動(dòng)橋 球籠式等速萬向節(jié) 球形殼 球形殼 鋼球 星形套 保持架 球 籠 式 等 速 萬 向 節(jié) 3.2.1 球籠式萬向節(jié)的等速性原理 1-主動(dòng)軸 2-保持架（球籠） 3-鋼球 4-星形套（內(nèi)滾道） 5-球形殼（外滾道） O：萬向節(jié)中心 A：外滾道中心 B：內(nèi)滾道中心 C：鋼球中心 a:兩軸夾角（指鈍角） 3.2.2 等速萬向節(jié)的特點(diǎn)與應(yīng)用 特點(diǎn)： 正反轉(zhuǎn)六個(gè)鋼球全部

10、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。 應(yīng)用：廣泛用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋上。 3.3 三樞軸 -球面滾輪式等速萬向節(jié) 圖 自由三樞軸等速萬向節(jié) 1-鎖定三角架； 2-橡膠緊固件； 3-保護(hù)罩； 4-保護(hù)罩 卡箍； 5-漏斗形軸； 6-止推塊； 7-墊圈； 8-外座圈 4、撓性萬向節(jié) 4、撓性萬向節(jié) 如圖 6-14所示，柔 性萬向節(jié)由橡膠件將主 被動(dòng)軸交叉連接而成， 依靠橡膠件的彈性變形 來實(shí)現(xiàn)小角度夾角 （ 3 5 ） 和微小 軸 向位移的萬向傳動(dòng) 。它 具有結(jié)構(gòu)簡單、無需潤 滑、能吸收傳動(dòng)系中的 沖擊載荷和衰減扭轉(zhuǎn)振 動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

11、 圖 柔性萬向節(jié) l-連接螺栓； 2-橡膠件； 3-中心鋼球； 4-黃油嘴； 5-傳動(dòng)凸緣； 6-球座 三、傳動(dòng)軸和中間支承 1、傳動(dòng)軸的概述 傳動(dòng)軸是萬向傳動(dòng)裝置的組成部分之一。 這種軸一般長度較長，轉(zhuǎn)速高并且由于 所連接的兩部件（如變速箱與驅(qū)動(dòng)橋） 間的相對位置經(jīng)常變化。 要求：傳動(dòng)軸長度也要相應(yīng)地有所變化， 以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 1.1 傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu) 圖 傳動(dòng)軸 l-蓋子 2-蓋板 3-蓋墊 4-萬向節(jié)叉 5-加油嘴 6-伸縮 套 7-滑動(dòng)花鍵槽 8-油封 9-油封蓋 10-傳動(dòng)軸管 1.2傳動(dòng)軸的應(yīng)用 一般汽車：空心軸（低碳鋼板卷制焊接，質(zhì)量 均勻），兩端焊有

12、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(dòng)橋：實(shí)心軸（傳遞扭矩大） 傳動(dòng)軸和萬向節(jié)裝配后要經(jīng)過動(dòng)平衡，故焊有 傳動(dòng)片，應(yīng)按標(biāo)記安裝。 圖 6-16 滾動(dòng)花鍵傳動(dòng)軸 1-油封； 2-彈簧； 3-鋼球； 4-油嘴 為了潤滑花鍵，通過油嘴注入潤滑脂，用油封和油封蓋防止?jié)櫥饬鳌Ｓ袝r(shí) 還加防套（如圖中之 3），以防止塵土進(jìn)入。 傳動(dòng)軸另一端則與萬向節(jié)叉 6焊成一體。 為了減少花鍵軸與套管叉之間的摩擦損失，提高傳動(dòng)效率，有些機(jī)械上已采用 滾動(dòng)花鍵來代替滑動(dòng)花鍵，其構(gòu)造如圖 6-16所示。由于花鍵軸與套管義之間是用鋼 球傳遞動(dòng)力，當(dāng)傳動(dòng)軸長度變化時(shí)，因鋼球的滾動(dòng)摩擦代替花鍵齒的滑動(dòng)摩擦，從 而大大減小了摩擦損失。 2、中間支承 圖 兩段傳動(dòng)軸 1-變速器； 2-中問支承； 3-后驅(qū)動(dòng)橋； 4-后傳動(dòng)軸； 5-球軸承； 6-前傳動(dòng)軸