第十七章 万向传动装置

解放CA1091型汽车传动轴中间支承的特点是，用蜂窝形橡胶垫支承， 补偿安装误差和运动中的位移。
摆动式中间支承的特点是，中间传动轴可以通过摆臂绕支承轴摆动； 支承轴和摆臂下端均有橡胶衬套，可以改善轴承受力。
（2）三销轴式万向节 优点：允许相邻两轴间有较大的夹角，用于一些越野车的转向 驱动桥。
三销轴式万向节零件装配图
EQ2080中型越野车、富康轿车的转向驱动桥中采用的为三销轴式万向节
2．等速万向节 ． 工作原理：保证万向节在工作过程中， 工作原理：保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴 交角的平分面上。 交角的平分面上。
1-定位销 2-锁止销 3-从动叉 4-径向推力轴承 5-传动钢球 6-主销 7-油封 8-推力轴承 9-主动叉 10-定心钢球 近年来有些球叉式万向节中省去了定位销和锁止销中心钢球上 也没有凹面，靠压力装配，结构简单， 也没有凹面，靠压力装配，结构简单，但拆装不方便 工作时只有两个钢球传力，钢球与凹槽间单位压力大， 工作时只有两个钢球传力，钢球与凹槽间单位压力大，磨损较 快，影响使用寿命
不等速性产生的过程： 不等速性产生的过程： θ2 与θ2 存在如下关系： 存在如下关系： tg θ2 =tg θ2 cos α 即 tg θ1 =tg θ2 cos α θ2=arc tg(tg θ1÷cos α)
上式对时间求导： 上式对时间求导：
ω2=cosα/(1-sin 2α cos 2 θ1 ) *ω1 转矩公式： =cosα/(12α 转矩公式： T1=cosα/(1-sin 2α cos 2 θ1 ) T2
不等速性产生的过程： 不等速性产生的过程：
Vb>Vb` Vb`=Va Vb>Va
ω2 ω1
传动的不等速性
Va>Va` Va`=Vb Va>Vb
ω1 ω2
不等速性产生的过程： 不等速性产生的过程：
θ2 θ1
设输入轴转动了θ1，输出轴转动了θ2.
相等。 则输出轴在十字轴平面内转过了θ2，且与θ1 相等。 等效于十字轴平面转过了θ1。
轴间夹角 可达50度
在双联叉平分 两轴间的夹角情 况下，可实现等 速传动。一般设 置分度机构保证 两轴与传力点连 线的夹角接近相 等，从而使两轴 的速度差尽量小。
双联叉
输入轴 输出轴
分度机构
北京吉普车有限公司生产的切诺基轻型 越野汽车的前传动轴与分动器前输出轴之 间使用的万向节为双联式万向节。允许夹 角可达50度以上。 角可达50度以上。
第十七章 万向传动装置
本章学习的主要内容： 本章学习的主要内容： 万向节的分类、结构和工作原理； 万向节的分类、结构和工作原理； 几种典型结构万向节的特点和应用； 几种典型结构万向节的特点和应用； 传动轴与中间支承。 传动轴与中间支承。
第一节
概述
一、万向传动装置的组成和功用 组成：万向节和传动轴，当传动轴比较长时，还要加中间支承。 万向节
传动轴
中间支承
功用：在轴线相交且相对位置经常变化的两转轴间传递动力。
二、万向传动装置在汽车上的应用场合 1．变速器与驱动桥之间
消除变速器 与驱动桥之间的 相对运动带来的 不利影响。 不利影响。 在变速器和驱 动桥的距离较远 时，将传动轴分 成两段， 成两段，并加中 间支承， 间支承，并免系 统的共振、 统的共振、提高 传动轴的临界转 速和工作可靠性。 速和工作可靠性。
1）球叉式万向节 ） 按钢球滚道形状的不同，分为圆弧滚道型和直槽滚道型。
球叉式万向节等角速传动的特点是，钢球中心P（即传力点）始终 位于两轴交角的平分面内。
主动叉和从动叉凹槽的中心线是以O 主动叉和从动叉凹槽的中心线是以O1、O2为圆心的两个半径相等的圆 而圆心O1、O2与万向节中心O 而圆心O1、O2与万向节中心O的距离相等 O1 与万向节中心
（3）RF节和VL节的应用 RF节和VL节广泛应用于采用独立悬架的轿车转向驱动桥，如 红旗、桑塔纳、捷达、宝来、奥迪等轿车的前桥。其中RF节用于靠 近车轮处，VL节用于靠近驱动桥处。
3）三枢轴—球面滚轮式等速万向节
三、挠性万向节 依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生 机械干涉 挠性万向节一般用于两轴间夹角不大（3°～5°）和只有微量 轴向位移的传动场合 具有能吸收传动系中冲击载荷和衰减扭转振动、结构简单、无 需润滑等优点
OA=OB CA=CB CO共边 ∠COA= ∠ COB 任意角α时
a=b
固定型球笼式等速万向节的特点
允许两轴间的夹角较大45~50度，适合于用在转向驱动桥的车 轮侧。
与球叉式相比：承载能力强，结构紧凑，拆卸方便。
制造精度要求高，应用日益广泛。
（2）伸缩型球笼式万向节（VL节） 特点：在传递转矩的过程中，主从动轴之间不仅能相对转动， 而且可以产生轴向位移。 允许两轴间的 夹角较大20～ 夹角较大 ～ 25度， 度 适合于转向驱 动桥的主减速 器侧。 器侧。 承载能力强， 承载能力强， 结构紧凑， 结构紧凑，拆 卸方便。 卸方便。
一、十字轴式刚性万向节 1．构造及润滑 特点：结构简单、零部件少、工作可靠、效率高，允许两轴之间 的转角15~20度。
滚针轴承的轴向盖板式定位方式： 滚针轴承的轴向盖板式定位方式：
万向节叉
十字轴
万向节叉
2、十字轴刚性万向节的不等速性
单个万向节在输入轴和输出轴夹角不为零时， 单个万向节在输入轴和输出轴夹角不为零时，其两轴的瞬时角速度不相 越大，万向节的不等速特性越严重。 等。两轴夹角α越大，转角差（Φ1-Φ2）越大，万向节的不等速特性越严重。 两轴夹角α越大，转角差（ 当输入轴匀速转动时，输出轴的转速则周期性的变化. 当输入轴匀速转动时，输出轴的转速则周期性的变化. 入轴匀速转动时 称之为十字轴刚性万向节的不等速性。 称之为十字轴刚性万向节的不等速性。 原因：输入轴和输出轴之间存在的夹角。 原因：输入轴和输出轴之间存在的夹角。 结果：输出轴的速度不等于输入轴的速度，并呈周期性变化。 结果：输出轴的速度不等于输入轴的速度，并呈周期性变化。 影响：引起传动轴的扭转振动，并因此产生交变载荷， 影响：引起传动轴的扭转振动，并因此产生交变载荷，影响传动轴的寿 交角越大时，两轴之间的不等速性越强烈。 命；交角越大时，两轴之间的不等速性越强烈。
ω2 /ω1 =cosα/(1-sin 2α cos 2 θ1 ) 假设ω 不变， 假设ω1 不变， ω2 随输入轴旋转角度的变化而周期性 的变化，其周期为π 其值在0 π时最大 的变化，其周期为π，其值在0、 π 、2 π时最大 ；在 π/2、 π/2时最小 时最小。 π/2、3 π/2时最小。 从tg θ2 =tg θ1 /cosα可知， α越大， θ2 的最 /cosα可知， 越大， 可知 大值越大， 的差值就越大，不等速现象就越剧烈。 大值越大，与θ1的差值就越大，不等速现象就越剧烈。 不等速性是指输入轴在每一周的时间历程， 不等速性是指输入轴在每一周的时间历程，角速度不匀 速。输入轴与输出轴的平均角速度相等； 输入轴与输出轴的平均角速度相等；
球叉式等速万向节特点： 球叉式等速万向节特点： 从结构上实现了两轴的转速相等； 最大转角32~35度，适合于转向驱动桥中； 寿命短，钢球与凹槽的磨损快。 采用压力装配的球叉式等速万向节的拆卸不便。
2）球笼式万向节 （1）固定型球笼式万向节（RF节） 特点：在传递转矩的过程中，主从动轴之间只能相对转动、不 会产生轴向位移。
第三节 传动轴和中间支承 1.传动轴的组成 传动轴的组成 传动轴、花键轴、滑动叉、 传动轴、花键轴、滑动叉、中间支承和万向节叉等共同组成了 传动轴。 传动轴。
为了减少摩擦和磨损，有些汽车在花键槽内设置了滚动元件。
2．传动轴的中间支承 如果万向传动装置传递的动力较远，传动轴中间会分段，并加 中间支承。
双万向节的等速条件
双万向节的等速条件
万向节在工作过程中其内部各零件之间有相对运动， 导致摩擦损失，降低传动效率，交角越大，则效率 越低 当夹角由4°增至16°时，滚针轴承的寿命将下降至 原寿命的1/4 在汽车总体布置上要尽量减小α1和α2,
二、准等速万向节和等速万向节 1．准等速万向节 根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万向节称为准等速 万向节。 （1）双联式万向节 特点：两个十字轴式万向节相连，中间传动轴长度缩减至最小。 优点：允许有较大的轴间夹角，轴承密封性好、效率高、制造工艺 简单、加工方便、工作可靠等。多用于越野汽车。
经研究得知：
tg1 = tg 2 cos α
传 动 的 不 等 速 性
3、 十字轴刚性万向节的等速条件 单个十字轴万向节传动会产生不等速的不利影响，为了克服不 等速现象，十字轴应该成对使用。
1. 第一万向节两轴间夹角α1与第二万向节两 轴间夹角α2相等
2. 第一万向节的从动叉与第二万向节的主动 叉处于同一平面内
转向驱动桥中的减速器与转向车轮之间
4、在动力输出装置和转向系统中
第二节 万向节
万向节是实现旋转轴之间变角度传递动力的部件。 按在扭转方向上是否存在明显的弹性变型，分为： 按在扭转方向上是否存在明显的弹性变型，分为： 刚性万向节： 刚性万向节： 传动零件为刚性的，靠刚性的铰链连接，并传动动力， 传动零件为刚性的，靠刚性的铰链连接，并传动动力，分 为：不等速万向节（十字轴）、准等速万向节（双联式、 不等速万向节（十字轴）、准等速万向节（双联式、 ）、准等速万向节 三销轴式）和等速万向节（球叉式、 三销轴式）和等速万向节（球叉式、球笼式） 挠性万向节： 挠性万向节： 传动零件为弹性的， 传动零件为弹性的，靠弹性零件的变形来消除部件之间的 相对运动引起的不利影响，具有缓冲和减振作用。 相对运动引起的不利影响，具有缓冲和减振作用。常用在 两轴交角较小、且只有微量相对运动位移的场合。 两轴交角较小、且只有微量相对运动位移的场合。
2．变速器与分动器之间、分动器与驱动桥之间
在变速器与分动器 分开安装的场合，二 分开安装的场合， 者之间存在制造和安 装误差和车架变型引 起的不利影响，因此 起的不利影响， 采用万向传动装置。 采用万向传动装置。