第五章 万向传动装置

汽车在行使过程中，变速器与驱动桥的相对 位置经常变化，影响动力传动；故传动轴中 设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键连接， 实现传动轴长度的变化，防止了传动轴运动 干涉。
传动轴较长时，一般做成两段。目的是避免 传动轴过长，自振频率降低而产生共振；同 时提高了传动轴的临界转速和工作可靠性。 传动轴上贴有平衡片，以防止传动轴高速旋 转时质量的偏移而导致剧烈振动。
汽车行驶时有 异响
汽车行驶时有异 响且车身抖动
万向传动装置组成
万向节——变角度传动 传动轴（伸缩）——变距离传动 中间支承——远距离传动
万向传动装置在汽车上应用： 1、用于发动机前置后轮驱动汽车 变速器输出轴与驱动桥输入轴不能用刚性连 接，必须采用两个万向节和一个传动轴连接。 长距离加中间支承
2、多轴驱动的越 野车 两轴驱动的越野 车汽车变速器与 分动器间，由于 装配、制造及传 动的误差，它们 间装有万向节和 传动轴。 三轴驱动的越野 车汽车，中、后 桥间有贯通式和 非贯通式传动。 贯通式装有万向 节；非贯通式装 有中间支承。
球笼（保持架）
星形套（内滚道） 钢球
球形壳（外 滚道）
外滚道中心A与内滚道中心B分别位于万向节中心O的两侧， 且到O点的距离相等。球滚动时，同时以A、B为球心滚动， 所以CA=CB，所以，两轴相交任意角度时，传力刚球的中 心都位于角交的平分面上。
承载能力强，结构紧凑，拆装方便，两轴最 大交角为42°
故：主动叉转速大于从动叉转速。
ω1
B
α
oαLeabharlann ω2结论： 单个十字轴万向节在有夹角传动时，若主动轴匀速转动 （ω 1=常数），则从动轴的角速度ω 2将在ω 1/cosα ～ ω 1cosα 之间时快时慢地周期性变化——不等速性。 不等速性是指从动轴在一周中角速度不匀而言的，而主、从 动轴的平均转速是相等的，即主动轴转过一周从动轴也转过 一周。 两轴交角α 愈大，转角差愈大，万向节传动的不等速性愈严 重。 不等速性危害：使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振 动，从而产生附加的交变载荷，影响部件寿命 现代汽车采用双十字轴万向节串联安装（用传动轴把两个万 向节连接起来）的办法来实现两轴间的等速传动。
第五章 万向传动装置
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 万向节 传动轴和中间支承 常见故障与排除 万向传动装置的维修
第一节
问 题 提 出：
概述
汽车变速器与驱动桥之间为什么不采用普通铰链连接？
α
角度变化——变角传动 距离变化——变距传动
在汽车传动系中，为了实现轴线相交或相对位置经常变 化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。
3、转向驱动桥的半 轴、断开式驱动 桥的半轴 对于转向驱动桥， 前轮既是转向轮 又是驱动轮，作 转向轮时，要求 它能在最大转角 内任意偏转一角 度。作驱动轮时， 且车轮偏转半轴 不能间断动力传 递，故半轴不能 制成整体用万向 节连接。
4、汽车动力输出装置和转向系统的操纵机构
富康轿车麦克逊式 前独立悬架
盘式制动器
球笼式万向 伸缩型球笼式 节（RF节） 万向节（VL节）
连接杆
转向器
转向节
左横拉 下摆臂 杆
横向稳定杆
左横拉 杆
第二节 万向节
按速度特性及刚度大小分类：
普通万向节（十字轴式）
刚性万向节 挠性万向节
准等速万向节（双联式、三销轴式）
等速万向节（球笼式、球叉式）
一、普通万向节（十字轴式刚性万向节） 特点 常用的是不等速十字轴式万向节，其结构简 单，传动可靠，效率高，允许两传动轴间有 较大夹角（一般为15°-20°）
挠性万向节
弹性连接件
第三节 传动轴和中间支承
一、传动轴： 结构： 为了有较好强度和刚度，一般多为空心、壁厚均匀 的钢管。（1.5~3.0mm）。以保证传动轴的质量沿 圆周均匀分布，避免在高转速下因离心力作用而产 生剧烈地振动,提高传动轴共振转速，使传动轴工作 在危险的共振转速以下。 小车转向驱动桥半轴通常采用实心轴。
解放、东风载重车传动轴较长，采用两根传 动轴，因而用三个万向节传动，其等速传动 原理相当于两个万向节串联使用。 重载时一、三两个万向节起作用，空载时二、 三两个万向节起作用。
二、准等速万向节： 双联式和三销式 1、双联式万向节： 利用双十字轴万向节等 速排列的原理将中间传 动轴尽量的缩短。用于 空间较小场合和中、重 型汽车转向驱动桥上。
滚针轴承
轴承盖
安全阀
万向节叉
十字轴
万向节叉
十 字 轴 润 滑 油 道及密 封 装 置
内卡环 滚针轴承 油封座
采用橡胶油封，当 十字轴内腔油压过 大时，多余的润滑 油会从橡胶油封内 圆表面与轴颈接触 处溢出。
油封
油封挡盘 套筒
万向节中滚针轴承轴向定位方式： 1、盖板固定式—轴承轴向定位结构，工作可靠，拆 装方便，但零件数目多。盖板有预紧压力，防止十 字轴轴向窜动，破坏传动轴动平衡。 2、挡圈固定式—分外挡圈和内挡圈固定式，工作可 靠，零件少，结构简单。 3、瓦盖固定式—万向节叉与十字轴轴颈配合的圆孔 不是一个整体，而是分成两半。拆装方便，使用可 靠，但工艺复杂。 4、塑料环固定式—结构轴向定位可靠，十字轴轴向 窜动小，但拆装不便。
万向传动装置安装 三叉一平面；油嘴一条线；卡箍对称装。
东风EQ2080型汽车传动轴的布置
二、中间支承： 作用： 1、防止产生共振；传动轴过长时自振频率 低易产生共振 2、补偿传动轴的轴向角度方向的安装误差， 以及行使时的轴窜动机车架变形引起的位移 变化。
车架横梁
轴承座
油封 轴承
蜂窝状橡胶垫 U 形支架
叉孔中心线与 叉轴中心线垂 直但不相交
主动偏心轴叉
从动偏心轴叉 三销轴 轴承座
止推垫片
毛毡圈
三、等速万向节： 等速万向节是根据传力点永远位于两轴线夹 角平分面上的原理构成的万向节，允许相邻 两轴夹角较大，工作可靠；但结构较复杂， 适用于空间较小、转速较低的转向驱动桥中。
球笼式等速万向节：
主动轴
α
1
α
2
双联式万向节允许 有较大的轴间夹角， （一般可达500）轴 承密封好，效率高， 制造方便，工作可 靠，但外形尺寸大， a = a 时，轴1和 当 1 2 结构复杂，零件数 轴2的角速度相等 目较多。
双联叉
两个在同一平面 内的万向节叉
万向节叉轴
传动轴长度缩减至 最短
2、三销轴式万向 节： 允许相邻两轴有 较大的交角，提 高机动性；但所 占空间较大。 除主动偏心轴叉 外其余无止推垫 片且断面与轴承 间有较大间隙以 防止运动干涉。
优点： 结构简单、允许最大夹角32度 缺点： 工作时只有两个球传递力矩，反正两个方向； 钢球与凹槽间的压力大，磨损快，随着磨损 的增加会破坏传动的等速性。一般用于越野 车转向驱动桥。
四、柔性万向节： 原理： 靠弹性元件的弹性变形来保证在相交的两轴 之间传动时不发生机械干涉 弹性元件 橡胶盘 橡胶套筒 应用范围： 两轴的夹角不大于3—5度
滚针轴承的 内挡圈定位
滚针轴承的 外挡圈定位
烟台南山学院 商传辉
单个十字轴万向节 传动的不等速性
1、主动叉在垂直位置时： VA=ω1r=ω2rcosα 所以
A
α
r
α
ω1=ω2cosα即ω2>ω1。
ω1
o
ω2
故：从动叉转速大于主动叉转速。
r 2、主动叉在水平位置时： VB=ω 1rcosα =ω 2r，所以 ω 1cosα =ω 2 。即ω 2<ω 1。
注油嘴
斯太尔汽车的转动轴与中间支承
第四节 故障维修
故障现象
汽车起步或变 速时有撞击声
故 障 分 析
在转矩传递方 向上有较大的 间隙导致 与传动部件的 故障有关 更严重的传动部 件的故障，主要 是振动导致
故障原因
十字轴与轴承
间隙在哪
传动轴与滑动叉 螺栓松动 传动轴的中间支承 万向节装配过紧 传动轴弯曲变形 传动轴不平衡 中间支承损坏严重
双万向节实现等速的条件： 1、第一万向节两轴间夹角a1与第二万向节两 轴间夹角a2相等。 2、第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处 于同一平面内。
在上述两条中，第二条完全可以由传动轴和万向节 叉的正确装配来保证。而第一条只有在驱动轮采用 独立悬架时，才有可能通过整车的总布置设计和总 装配来保证实现，因主减速器和变速器的相对位置 是固定的。 在驱动轮采用非独立悬架时，由于弹性悬架的振动， 驱动桥输入轴与变速器输出轴的相对位置是不断变 化的，不可能在任何时候都保证α1与α2相等，只能 做到传动的不等速性尽可能小。 所谓等速传动，是指传动轴两端的输入轴和输出轴 而言，对于传动轴来说，只要夹角不为0，它就是 不等速转动。 对每一个万向节而言，传动轴只要有夹角，万向节 工作时零件间就有相对运动，因而有摩擦损失，降 低传动效率
伸缩型球笼万向节
筒形壳 （外滚道） 球笼 （保持架）
主动轴
星形套 （内滚道）
球叉式万向节（轻型越野车——非独立悬架 的转向驱动桥中，如BJ2020型）。
锁止销 定位销
主动叉 从动叉
主动叉和从动叉凹槽的中心线是两个半径相等的圆， 而且两圆心与万向节的距离相等，因此，当两轴绕 定心钢球转动任何角度时，传动钢球中心始终位于 两圆弧的焦点上。即所有传动钢球都位于角平分面 上，从而保证了主、从动轴以等角速度传动。