万向节传动装置
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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。
教材-底盘第1章汽车传动系第5节万向传动装置
1、十字轴刚性万向节 汽车传动系中广泛应
用十字轴刚性万向节， 它允许相邻两轴的最
大交角为5°～20°。
⑴十字轴刚性万向节的构造 它由万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封和油嘴等组成。 2个万向节叉通过其上的孔分别活套在十字轴的两对轴颈上 十字轴颈和万向节叉孔间装有滚针和套筒组成的滚针轴承．然后用螺 栓和轴承盖将套筒同定在万向节叉上，并用锁片锁紧．以防止 套筒在叉孔内转动和运转中由于离心力作用被甩出。
为了润滑轴承．十字轴轴颈做成中空的油道并与轴颈安全阀相通，润 错油从油嘴注入十字轴内腔。
安全阀装在十字轴中部，为了避免润滑油的流出及尘垢进人轴承，在 十字轴的轴颈上套着装在金属座圈内的毛毡油封。
十字轴上的安全阀可自动控制油道内的油压，如油压过高．安全阀被 顶开，使润滑油外溢，以保证油封不致因油压过高而损坏。
⑷球笼式万向节 球笼式万向节结构由星形套、钢球、保持架(球笼)、球形壳等组成。 星形套以内花键与主动轴相连，其外表面有凹槽形成内滚道； 球形壳内表面也有相应的凹槽，形成外滚遭。
6个钢球分别装在各条凹槽中，并由保持架保持在一个平面内。
由于这种结构设计，使得外半轴外环的内球面中心A与内环的外球 叫中心B分别位于交点O两侧。因OA=OB，CA=CB，OC为公共边．所以 △AOC≌BOC ，于是∠ AOC=∠0BC。
第五节 万向传动装置
一、万向传动装置的功用及组成和类型 1、万向传动装置的功用和组成 在发动机前置后轮驱动的汽车上，变速器常与发动机、离台器 连成一体支承在车架上，驱动桥则通过悬架装置与车架连接。驱动 桥由于装载重量变化及路面的凸凹不平会产生上下运动，而汽车存 加速或减速时，由于惯性产生前后运动，结果在变速器与主减速器 之间产生轴交角与距离的变化。
万向传动装置的结构与分类
1．球叉式等速万向节
2．球笼式等速万向节
任务三 万向传动装置的 拆装与故障检测
传动系统的拆卸与装配
1． 传动轴拆解
①举升并妥善支撑车辆。 ②拆下轮胎和车轮总成，如图5-16所示。
③使用固定扳手1和加长件2，如图5-17所示。 ④将车轮驱动轴螺母2从车轮驱动轴1上拆下并报废。 ⑥将外转向横拉杆总成从转向节上拆下。 ⑦将球节从转向节上拆下。 ⑧使用惯性锤2和拆卸工具1，将车轮驱动轴3从车辆 上拆下，如图5-18所示。
1． 常见万向传动装置故障诊断
（1）十字轴刚性万向节的检修
万向节分解完成后，需要用汽油清洗各零件，以便暴 露出零件的损伤、磨损情况，而且应按以下要求检查和修 复：
●VL型球笼式万向节 VL型球笼式万向节又称为伸 缩型等速万向节，其结构如图58所示，主要由星形套、保持架 、筒形壳和钢球等组成。
球叉式等速万向节
球叉式等速万向节由主动叉、从动叉、四个传动钢球 、中心钢球、定位销、锁止销组成。如图5-9所示，
球叉式等速万向节等速传动的原理如图5-10所示。
2． 传动轴和中间支撑
准等速万向节的工作原理
指在设计的角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而 在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向 节。它又分为：
①双联式准等速万向节：指该万向节等速传动装置中 的传动轴长度缩短到最小时的万向节。
②凸块式准等速万向节：由两个万向节又和两个不同 形状的凸块组成。其中两凸块相当于双联万向节装置中 的中间传动轴及两十字销。
它主要由万向节、传动轴和中间支承组成。如图5-1 所示，安装时必须使传动轴两端的万向节叉处于同一平 面。
1．万向节
按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性 万向节和挠性万向节（如图5-2）。刚性万向节又可分为 不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（如 双联式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节）三种。
2．球笼式等速万向节
任务三 万向传动装置的 拆装与故障检测
传动系统的拆卸与装配
1． 传动轴拆解
①举升并妥善支撑车辆。 ②拆下轮胎和车轮总成，如图5-16所示。
③使用固定扳手1和加长件2，如图5-17所示。 ④将车轮驱动轴螺母2从车轮驱动轴1上拆下并报废。 ⑥将外转向横拉杆总成从转向节上拆下。 ⑦将球节从转向节上拆下。 ⑧使用惯性锤2和拆卸工具1，将车轮驱动轴3从车辆 上拆下，如图5-18所示。
1． 常见万向传动装置故障诊断
（1）十字轴刚性万向节的检修
万向节分解完成后，需要用汽油清洗各零件，以便暴 露出零件的损伤、磨损情况，而且应按以下要求检查和修 复：
●VL型球笼式万向节 VL型球笼式万向节又称为伸 缩型等速万向节，其结构如图58所示，主要由星形套、保持架 、筒形壳和钢球等组成。
球叉式等速万向节
球叉式等速万向节由主动叉、从动叉、四个传动钢球 、中心钢球、定位销、锁止销组成。如图5-9所示，
球叉式等速万向节等速传动的原理如图5-10所示。
2． 传动轴和中间支撑
准等速万向节的工作原理
指在设计的角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而 在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向 节。它又分为：
①双联式准等速万向节：指该万向节等速传动装置中 的传动轴长度缩短到最小时的万向节。
②凸块式准等速万向节：由两个万向节又和两个不同 形状的凸块组成。其中两凸块相当于双联万向节装置中 的中间传动轴及两十字销。
它主要由万向节、传动轴和中间支承组成。如图5-1 所示，安装时必须使传动轴两端的万向节叉处于同一平 面。
1．万向节
按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性 万向节和挠性万向节（如图5-2）。刚性万向节又可分为 不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（如 双联式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节）三种。
万向传动装
四，中间支承
1，功用
传动轴轴分两段需加中间支承，中间支承通常装在车 架横梁上，能补偿传动轴轴向和角度方向上的安装误差， 以及汽车行驶过程中因发动机窜动或车架变形等引起的位 移。
2，结构
普通中间支承通常用弹性元件来满足上述要求，她主 要由轴承、带油封的轴承盖、支架和弹性元件组成。常见 的类型有双列圆锥滚子轴承式中间支承、蜂窝软垫式中间 支承、摆动式中间支承以及中间支承轴式中间支承等。
① 整体式驱动桥 整体式驱动桥如下图，与非独立悬架配用。驱动桥 为一刚性整体，左右半轴始终在一条直线上。这种结 构多用于汽车的后桥上。
② 断开式驱动桥 断开式驱动桥如下图所示，与独立悬架配用。其主减速器 固定在车架或车身上，驱动桥制成分段并用铰链接，半轴 也可用万向 节连接。驱 动桥两端分 别用悬架与 车架或车身 连接。这样， 两侧驱动轮 及桥壳可以 彼此独立的 相对于车架 或车身上下 跳动。
传动轴在高速旋转时，由于离心力作用将产生剧烈振 动。因此，当传动轴与万向节装配后，必须满足动平衡要 求。在一些质量轻的一侧补焊平衡片，上图零件3即为平 衡用的平衡片。 平衡后，为防止装错位置和破坏平衡，在万向滑动 叉13与主传动轴16上刻上装配位置标记21，以便拆卸后 重装时保持二者的相对角位置不变。
2、差速器的类型
差速器按其用途分为轮间差速器和轴间差速器
3，组成结构
差速器组成结构如下图。
1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；6-行星齿 轮； 7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓
八，半轴 1.半轴的功用
半轴的功用是将差速器传来的动力传给驱动轮。因其 传递的转矩较大，常制成实心轴。如果半轴断裂，则汽车 无法起步、行驶。
万向节中常见的滚针轴承的轴向定位方式，除了上述盖 板方式外，还应用内、外挡圈固定方式，如下图所示，其特 点是工作可靠，零件少，结构简单。
万向节
万向节所谓万向节，指的是利用球型连接实现不同轴的动力传送的机械结构。
万向节，是汽车上有一个很重要的部件。
万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。
在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。
万向节配合(Universal Joint Mate)在万向节配合中，一个零部件（输出轴）绕自身轴的旋转是由另一个零部件（输入轴）绕其轴的旋转驱动的。
万向节即万向接头，英文名称universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件。
万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。
万向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。
为满足动力传递、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间常用万向节相连。
但由于受轴向尺寸的限制，要求偏角又比较大，单个的万向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动，加剧机件的损坏，产生很大的噪音，所以广泛采用各式各样的等速万向节。
在前驱动汽车上，每个半轴用两个等速万向节，靠近变速驱动桥的万向节是半轴内侧万向节，靠近车轴的是半轴外侧万向节。
在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要进行连接。
汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装的位差等，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此在后驱动汽车的万向节传动形式都采用双万向节，就是传动轴两端各有一个万向节，其作用是使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等。
等速万向节的英文名称是constant velocity universal joint，我想这不多不少会是大家将CVD和万向节相混淆的原因吧。
万向传动装置作用、组成、分类、故障与检修
3) 装配
按拆卸相反的顺序进行。
万通汽工修贸标汽准修化标课准程化体课系程（体20系10版）
1、万向节磨损松旷
万向节磨损松旷后，加减速会异响。声 音松垮。
*
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2、中间支撑松旷
怎么这么 吵呀！
中间支撑松旷，传动轴会在其中摆动， 产生异响。
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传动装置组成：
主要由万向节 和传动轴组成
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4
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二、万向节
万向节作用：
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5、等速万向节
外球笼
内球 笼
我中有 你
广泛应用在现代前置前驱动 小型轿车中。
*
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等速万向节
主动轴转动，内球笼 推动钢球，钢球推动 外球笼从动轴旋转。 当主动轴从动轴产生 弯曲转动时，钢球在 滚道内产生内外不同 位置运动，但转动的 速度是相同的，故称 等速传递。
是用来实现角度 转动的主要部件， 用来改变传动轴 轴线方向且动力 传递，并能缓冲 减振。
*
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1、十字轴式万向节
我是最 受···
按拆卸相反的顺序进行。
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1、万向节磨损松旷
万向节磨损松旷后，加减速会异响。声 音松垮。
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2、中间支撑松旷
怎么这么 吵呀！
中间支撑松旷，传动轴会在其中摆动， 产生异响。
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传动装置组成：
主要由万向节 和传动轴组成
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二、万向节
万向节作用：
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5、等速万向节
外球笼
内球 笼
我中有 你
广泛应用在现代前置前驱动 小型轿车中。
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等速万向节
主动轴转动，内球笼 推动钢球，钢球推动 外球笼从动轴旋转。 当主动轴从动轴产生 弯曲转动时，钢球在 滚道内产生内外不同 位置运动，但转动的 速度是相同的，故称 等速传递。
是用来实现角度 转动的主要部件， 用来改变传动轴 轴线方向且动力 传递，并能缓冲 减振。
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1、十字轴式万向节
我是最 受···
万向传动装置 课件
东风EQ1090汽车的中间支承 1－车架横梁 2－轴承座 3－轴承 4－油 嘴 5 蜂窝形橡胶 6－U形支架 7－油封
万向传动装置故障诊断与检修
常见故障有：传动轴振动和噪声、起 动噪音和滑行异响等。 产生故障原因 变形（弯曲、凹陷），动平衡被破坏 滑磨（花键、万向节） 侵蚀（泥土、灰尘、水等）
3．故障诊断与排除方法
①检查传动轴管是否凹陷：有凹陷，则故障由此引起；无 凹陷，则继续检查。 ②检查传动轴管上的平衡片是否脱落，如脱落，则故障由 此引起；否则继续检查。 ③检查伸缩叉安装是否正确，不正确，则故障由此引起； 否则继续检查。 ④拆下传动轴进行动平衡试验，动不平衡，则应校准以消 除故障。弯曲应校直。
1、原理： 传力点永远位于两轴交点O的角平分面上
2、球叉式万向节
1）组成：主动叉、从动叉、钢球等。 2）特点：结构简单、能等角速传动、、最大夹角 32～38°；但正反转只有两个刚球受力，磨损快。 3）应用： 中、小型越野汽车转向驱动桥上。
2）工作原理
主、从叉曲面凹槽的中心线分别是以O1、O2为圆心的两 个半径相等的圆，且圆心O1 、O2到万向节中心O的距离相等， 这样无论主、从动轴以任何角度相交，传动钢球中心都位于 两圆的交点上，从而保证传动钢球始终位于两轴交角α 的平分 面上，因而保证了等速传动。
vA= ω1r= ω2rcosa
ω1 ω2 ω1= ω2cosa ω 1<ω2
2)转过90°,主动叉在水平位置，十字轴旋转平面与 从动轴垂直时：
vB= ω1rcosa= ω2r
ω1 ω1cosa= ω2
ω2
所以ω1>ω2
结论：
万向传动装置课件
典型结构为十字轴式刚性万向节，应用广泛。允许相邻 两轴最大交角15º-20º。
玩命提品质 疯狂抓执行
11
2 万向节结构及运动特性
十字轴式刚性万向节
1-套筒 2-十字轴 3-万向节叉 4-卡环 5-滚针轴承 6-万向节叉
技术研究院传动轴项目小组
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12
2 万向节结构及运动特性
②输入轴、输出轴与传动轴的夹 角相等，即α1=α2。
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15
2 万向节结构及运动特性
准等速万向节
技术研究院传动轴项目小组
双联式
结构简单，制造方便 ，工作可靠，允许有 较大的转向角，多在 转向驱动桥中采用
1) 长度减缩至最小的 双万向节
2)等角速排列条件：
α1=α2
1、2-万向节叉轴，3-双联叉
玩命提品质 疯狂抓执行
1螺丝 2橡胶 3中心钢球4黄油嘴 5传动凸缘 6球座
28
3 中间支撑及轴管
中间支撑
1）中间支承通常装 在车架横粱上，能 补偿传动轴轴向和 角度方向的安装误 差，以及汽车行驶 过程中因发动机窜 动或车架变形等引 起的位移。
2）中间支承常用弹性元件来满 足上述要求，它主要由轴承、 带油封的盖、支架、弹性元件 等组成。
玩命提品质 疯狂抓执行
技术研究院传动轴项目小组
29
3 中间支撑及轴管
轴管
技术研究院传动轴项目小组
为了得到较高的强度和刚度，轴管多做成空心、壁厚均匀的钢管，一般 由厚度1.5-3.0mm的薄钢板卷焊而成
1）功用 ·传动轴是万向传动装置中的 主要传力部件。通常用来连接 变速器(或分动器)和驱动桥， 在转向驱动桥和断开式驱动桥 中，则用来连接差速器和驱动 轮。
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11
2 万向节结构及运动特性
十字轴式刚性万向节
1-套筒 2-十字轴 3-万向节叉 4-卡环 5-滚针轴承 6-万向节叉
技术研究院传动轴项目小组
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12
2 万向节结构及运动特性
②输入轴、输出轴与传动轴的夹 角相等，即α1=α2。
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15
2 万向节结构及运动特性
准等速万向节
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双联式
结构简单，制造方便 ，工作可靠，允许有 较大的转向角，多在 转向驱动桥中采用
1) 长度减缩至最小的 双万向节
2)等角速排列条件：
α1=α2
1、2-万向节叉轴，3-双联叉
玩命提品质 疯狂抓执行
1螺丝 2橡胶 3中心钢球4黄油嘴 5传动凸缘 6球座
28
3 中间支撑及轴管
中间支撑
1）中间支承通常装 在车架横粱上，能 补偿传动轴轴向和 角度方向的安装误 差，以及汽车行驶 过程中因发动机窜 动或车架变形等引 起的位移。
2）中间支承常用弹性元件来满 足上述要求，它主要由轴承、 带油封的盖、支架、弹性元件 等组成。
玩命提品质 疯狂抓执行
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29
3 中间支撑及轴管
轴管
技术研究院传动轴项目小组
为了得到较高的强度和刚度，轴管多做成空心、壁厚均匀的钢管，一般 由厚度1.5-3.0mm的薄钢板卷焊而成
1）功用 ·传动轴是万向传动装置中的 主要传力部件。通常用来连接 变速器(或分动器)和驱动桥， 在转向驱动桥和断开式驱动桥 中，则用来连接差速器和驱动 轮。
万向传动装置
（3）球叉式万向节的特点
特点：结构简单、能等角速 传动、最大夹角32～38°；但正 反转只有两个刚球受力，磨损快。 应用：中、小型越野汽车转 向驱动桥上。
2.球笼式等速万向节
球笼式万向节按其内、外 滚道结构不同又分为RF型球 笼万向节、球笼式双补偿万向 节和VL型球笼万向节等多种。
（1）RF型球笼万向节
EQ1090E型汽车传动轴中间支承
轴承座
轴承
油封 注油嘴 U型支架
蜂窝形橡胶垫
摆动式中间支承，可改善轴承的受力情况。
用于非贯通式后桥传动轴支承。
第四节 万向传动装置的拆装与调整
一、万向传动装置的拆装注意事项 1. 万向传动装置的拆卸
拆卸传动轴之前，车辆应用举升机举起或停在水平 路面上（楔住前后轮），在每个万向节凸缘上做好记 号，以便原位装复。否则会破坏传动轴平衡。 拆卸时，应从传动轴后端与驱动桥开始。先把与后 桥凸缘连接的螺栓拧松取下，然后将与中间传动轴凸 缘连接的螺栓拧下，拆下传动轴总成。 松开中间支承支架与车架的连接螺栓，最后松下前 端凸缘盘，拆下中间传动轴。
传动的不等速性是指从动轴在转动一周内其 角速度不均匀而言的。 单个十字轴万向节的不等速性危害：会使从 动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动， 产生附加的交变载荷及振动噪声，影响零部 件使用寿命。 为避免这一缺陷，在汽车上均采用两个普通 万向节，且中间以传动轴相连，利用第二个 万向节的不等速效应来抵消第一个万向节的 不等速效应，从而实现输入轴与输出轴等角 速传动。
主要由内球座（星形套）、球笼、 碗形外球座及钢球等组成。 奥迪100型和上海桑塔纳轿车半轴 外万向节所采用的RF型球笼万向节的 结构。
球笼式等速万向节结构：
主动轴
外罩
万向传动装置一般由万向节和传动轴组成
（1）主动叉在垂直位置，并且十字轴平面与主动轴垂直的情况。
主动叉与十字轴连接点a 的线速度 υ a在十 字轴平面内； 从动叉与十字轴连接点b 的线速度υ b在与 主动叉平行的平面内，并且垂直于从动轴。 υ b ＞ υ ′b υ ′b = υ a 因此υ b ＞ υ a 由此可知，当主、从动叉转到所述位置时， 从动轴的转速大于主动轴的转速。
结构特点：
（1）两万向节叉活套在十字轴轴颈上；
十字轴
（2）十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承； （3）十字轴做成中空的，并有油路通向轴颈； （4）十字轴的轴颈上有毛毡油封（或橡胶油封）； （5）十字轴中部装有带弹簧的安全阀。
2）润滑及密封
十 字 轴 润 滑 油 道 及 密 封 装 置
十字轴润滑油道
第17章 万向传动装置
1. 十字轴式刚性万向节的结构 1）组成构造 图17-3所示为十字轴式刚性 万向节的构造。一般主要由一个十字轴4、两个 万向节叉2和6和滚针轴承等组成。
十字轴式刚性万向节
滚针轴承
轴承盖
安全阀
万向节叉
十字轴
万向节叉
第17章 万向传动装置
轴承盖 万向节叉
套筒 滚针
油封
安全阀 油嘴
第17章 万向传动装置
3）用于转向驱动桥的半轴。
f)
g) 图17-2 万向传动装置在汽车传动系统中的应用与布置
第17章 万向传动装置
4）在汽车的动力输出装置和转向系统的操纵机构中也常 采用万向传动装置。
第17章 万向传动装置
17.2 万 向 节
万向节是转轴与转轴之间实现变角度传递动力的 基本部件，万向节按其在扭转方向上是否有明显的 弹性，可分为: 刚性万向节 靠零件的铰链式联接传递动力 挠性万向节 靠弹性零件传递，且有缓冲减振作用。
万向传动装置的工作原理
万向传动装置的工作原理万向传动装置是一种常用的机械传动装置，它具有传动角速度恒定、角度变化自由、力矩传递平稳等优点，广泛应用于机械传动领域。
本文将介绍万向传动装置的工作原理、分类及应用。
万向传动装置是由万向节、中央传动轴、二次传动轴和轴承组成的。
其主要工作原理是利用万向节在两个相互垂直的方向上转动的特点，将主动轴和从动轴连接在一起，实现功率传递。
其工作过程中采用的是摩擦传动的方式，系统能够自动适应转向角度的变化，使得传动输出的角速度及传动比在一定范围内恒定不变。
1. 轮式万向节：应用于车辆转向、动力传动以及航空航天等领域，主要特点是结构简单、耐用性强。
2. 单交叉万向节：适用于角度变化较小且精度要求较高的场合，例如机床主轴、印刷机械传动系统等。
3. 双交叉万向节：适用于角度变化较大的场合，例如起重机、采掘机、摩托车转向等场合，它具有结构紧凑、承载能力强等优点。
4. 滚子万向节：适用于大径向载荷和较小推力载荷的场合，例如船舶传动系统。
1. 汽车转向系统：万向传动装置在汽车转向系统中起着重要作用，它可以实现车轮转向角度的变化，以及主动轴和从动轴之间的传动。
2. 船舶传动系统：船舶传动系统采用了滚子万向节，具有承载能力强、寿命长等特点，可以实现船舶的方向控制。
3. 工程机械：万向传动装置在工程机械中也被广泛应用，例如起重机、钻机、采掘机等，能够在较大角度变化的情况下实现转向控制和动力传递。
4. 机床：机床主轴传动系统中采用了单交叉万向节，可以实现主轴和马达之间的转速转向控制。
万向传动装置在各种机械传动系统中都有着广泛的应用，无论是在船舶、汽车、工程机械等领域，还是在机床、工业自动化等领域中，都可以发挥重要作用。
除以上介绍的应用外，万向传动装置还可以用于机器人行走、空气动力学领域、洗衣机等家电产品，以及摩托车、自行车等个人交通工具中。
在摩托车与自行车的转向系统应用了单交叉万向节，它能够自动适应车轮的角度变化，保证了转向的稳定性和灵活性。
万向传动装置ppt课件
6.2.2 等角速万向节
• 等角速万向节的
常见结构形式有
球叉式、球笼式
和三叉式等。
完整版ppt课件图6.6 等角速万向节工作原理
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1. 球叉式万向节
• 它由主、从动叉，四个传动钢球，一个中心钢球以及定位销和锁 止销组成。其结构见图6.7。01 、 02 半径相等。
• 工作原理见图6.8所示。 球叉式万向节结构简单，工作时两个钢 球正转传力，两个反转传力，其允许最大交角为32°～33°。但磨 损快，多用于中小型越野车的转向驱动桥上。
4.7 电控液力自动变速器的故障诊断
• 1．液压油易变质
• 2．自动变速器打滑
• 3．不能升挡
• 4．无前进挡
• 5．无倒挡
• 6．无超速挡
• 7．跳挡
• 8．不能强制降挡
• 9． 换挡冲击
• 10． 汽车不能行驶
• 11．无发动机完整制版pp动t课件
1
第6章 万向传动装置
完整版ppt课件
• 6.1 概述 • 1 万向传动
图6.7 球叉式万向完整节版ppt课件 图6.8 球叉式万向节等角速传动原9 理
2. 球笼式万向节
• 球笼式万向节按其内、外滚道结构不同又分为RF型球笼万向节、VL型 球笼万向节和球笼式双补偿万向节。
• 1）RF型球笼万向节 • 主要由内球座（7）、球笼（4）、外球座（8））及钢球（6）等组成。 • RF型球笼式万向工作时，六个钢球全部参加工作，因而磨损小，寿命
• ②输入轴、输出轴与传动 轴的夹角相等，即α1=α2。
• 满足上述两条件的排列方式一 般有两种：平行排列方式和等 腰三角形排列方式（图6.5）。
• 正确安装可以实现 ①；独立 悬架才能实现②。
汽车构造-课件-万向传动装置
会使驱动车轮转速不均匀。
在汽车上，万向传动装置往往采用双十字轴万向节来实现等速传动
，但必须满足如下两个条件：
(a) 第1万向节两轴间夹角α1与第2万向节两轴间夹角α2相等。 (b) 传动轴两端的两个万向节叉在一个平面内。
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AUTOMOBILE STRUCTURE
万向节
双万向节等速传动布置
向节（如双联式、三销轴式等）和等速万向节（如球叉式、球笼式等）。
如果万向节在扭转方向有一定弹性、动力靠弹性零件传递、且有缓
冲减振作用，是弹性（或挠性）万向节。
汽车上应用较多的是刚性万向节。
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AUTOMOBILE STRUCTURE
万向节
1、 十字轴式刚性万向节 汽车传动系中应用最为广泛，它允许相邻两轴的最大交角为15°~20° ，一般由1个十字轴、2个万向节叉和4个滚针轴承等机件组成。 (1)构造
目前在汽车上常用的等速万向节有球笼式、球叉式和组合式3种。 (a)球笼式等速万向节
1 2，5 3 4 6 7 8 9 主动轴 钢带箍 外罩 保持架 钢球 星形套 球形壳 卡环
球笼式等速万向节结构
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AUTOMOBILE STRUCTURE
万向节
1 2 3 4 5
主动轴 保持架 钢球 星形套 球形壳
(2)不等速性 普通万向节传动，其主动叉是等速传动的，从动叉是不等速传动的。
主动叉 从பைடு நூலகம்叉
十字轴
十字轴式刚性万向节角速度分析
当主动叉从0°开始匀速转动时，从动叉的角速度的变化由快到慢；当 主动叉转过90°后，从动叉角速度又由慢变快，即主动叉每转过半圈 ，从动叉的角速度变化一个周期。
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汽车构造——发动机
由于工作时球的每个方向都有机 会传递转矩,且由于球和球笼的配合是 球形的,因此对这种万向节的润滑应给 予足够的重视.润滑剂的使用主要取决 于传动的转速和角度.在转速高达 1500r/min时,一般使用防锈油脂.若转 速和角度都较大时,则使用润滑油.比 较好的方法是采用油浴和循环油润滑. 另外,万向节的密封装置应保证润滑剂 不漏出,根据传动角度的大小采取不同 形式的密封装置.这种万向节允许的工 作角可达42°由于传递转矩时六个钢 球均同时参加工作,其承载能力和耐冲 击能力强,效率高,结构紧凑安装方便. 但是滚道的制造精度高,成本较高.
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直槽滚道型球叉式万向节,两 个球叉上的直槽与轴的中心线倾斜 相同的角度,彼此对称 ，在两球叉 间的槽中装有四个钢球。由于两球 叉中的槽所处的位置是对称的.这 便保证了四个钢球的中心处于两轴 夹角的平分面上.这种万向节加工 比较容易。允许的轴间夹角不超过 20°,在两叉间允许有一定量的轴 间滑动。主要应用于断开式驱动桥 中,当半轴摆动时,用它可补偿半轴 的长度变化而省去滑动花键.
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Birfield型球型式万向节她取消了 分度杆,球形壳和星形套的滚道做得不 同心,令其圆心对称地偏离万向节中心. 这样,即使轴间夹角为O°,靠内,外子午 滚道的交叉也能将钢球定在正确位置. 当轴间夹角为O°时,内,外滚道决定的 钢球中心轨迹的夹角稍大于11。这是能 可靠地确定钢球正确位置的最小角度。 滚道的横断面为椭圆形,接触点和球心 的连线与过球心的径向线成45°角,椭 圆在接触点处的曲率半径选为钢球半径 的1.03～1.05倍。当受载时,钢球与滚 道的接触点实际上为椭圆形接触区。
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早期的Rzeppa型球笼式万向节是带分 度杆的,球形壳的内表面和星形套3的 球表面上各有沿圆周均匀分布的六同 心的圆弧滚道,在它们之间装有六个 传力钢球2,这些钢球由球笼4保持在 同一平面内.当万向节两轴之间的夹 角变化时,靠比例合适的分度杆6拨动 导向盘5,并带动球笼4使六个钢球处 于轴间夹角的平分面上.经验表明,当 轴间夹角较小时,分度杆是必要的;当 轴间夹角大于11°时,仅靠球形壳和 星形套上的子午滚道的交叉也可将钢 球定在正确位置.这种等速万向节无 论转动方向如何,六个钢球全都传递 转矩,它可在两轴之间的夹角达 35°～37°的情况下工作.
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双联式万向节（准等速万向节）
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从结构上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
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两个十字轴式万向节相连， 中间传动轴长度缩减至最小。 允许所联两轴夹角较大(可达 50°)，轴承密封性好，效率 高，工作可靠，制造方便。多 当a1 = a2 时， 用于越野汽车。但结构较复杂， 轴1和轴2的角 外形尺寸较大，零件数目较多。 速度相等
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万向传动装置
1. 概述 2. 几种典型结构的万向节 3. 传动轴和中间支承
重点：万向节、传动轴和中间支承。 难点：不等速、等速球叉式和球笼式万向节
汽车构造——发动机
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学习目标
1.了解万向传动装置的应用范围，万向传动机 构的等速原理和十字轴刚性万向节的速度特性；
刚性万向节
准等速万向节 等速万向节等
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十字轴式刚性万向节
主动叉,从动叉,十字轴,滚针轴承及其轴向定 位件和橡胶密封件等组成。
轴承盖 万向节叉 套筒 滚针 油封 安全阀 油嘴
十字轴
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滚针轴承的定位轴向定位方式
普通盖板式
用螺栓1和盖板3 将套筒5.固定在节叉4 上,并用锁片2将螺栓 锁紧.它工作可靠,拆 装方便,但零件数目较 多.
2.掌握十字轴刚性万向节，球笼式，球叉式万向 节的结构，掌握十字轴万向节的等速安装方式； 3.了解准等速万向节和传动轴 与中间支撑的相关内容。
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、功用： 力。
一、概述
在轴间夹角和轴的相互位置经常发生 变化的转轴之间继续传递动力。
2、组成：
万向节 传动轴 中间支承
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优点：刚性万向节可以保证在轴间交角变化(一般为l5°~20°) 时可靠地传递动力,结构简单，传动效率高。 缺点：单个十字轴式刚性万向节在有夹角的情况下不能传递 等 速运动。主动轴等速旋转一周，从动轴出现两次周期性 的超越和滞后变化。 其具体变化情况分析如下：
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结构较复杂的双刃口复 合油封,其中反装的单刃口 橡胶油封用作径向密封,另 一双刃口橡胶油封用作端面 密封.当向十字轴内腔注人 润滑油时,陈油,磨损产物及 多余的润滑油便从橡胶油封 内圆表面与十字轴轴颈接触 处溢出,不需安装安全阀,防 尘,防水效果良好.在灰尘较 多的条件下使用时,万向节 寿命可显著提高.
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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 是分成两半用螺钉联接起来.这种结构具有拆装方便,使 用可靠的优点,但加工工艺较复杂
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塑料环定位
轴承碗外圆和万向节叉的轴承孔中部开一环形槽,当滚针轴 承动配合装入万向节叉到正确位置时,将塑料经万向节叉上的小 孔压注到环槽中,待万向节叉上另一与环槽垂直的小孔有塑料溢 出时,表明塑料已充满环槽.这种结构轴向定位可靠,十字轴轴向 窜动小,但拆装不方便.为了防止十字轴轴向窜动和发热,保证在 任何工况下十字轴的端隙始终为零,有的结构在十字轴轴端与轴 承碗之间加装端面止推滚针或滚柱轴承.
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为了保证高速转动时传动轴总成 有良好的动平衡,常在万向节所连 接的两轴端部设专门机构保证对 正中心. 这种结构中装有无需润 滑的球形滑动对中轴承,如能正确 选择轴承配合,可使其内部在装配 后具有适当的预紧力.为使万向节 有必要的寿命,总是设法使其轴向 位移引起的轴向力,侧向位移引起 的侧向力和万向节工作角引起的 力矩尽可能小,使挠性万向节主要 传递工作转矩
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三枢轴—球面滚轮式等速万向节
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挠性万向节
弹性件的弹性变形来保证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于（3º～5º）和只有微量轴向 位移的万向传动场合。
即Α极限= 3º～5º
；主要用于消除制造安装误差。
优点：弹性件可起减振作用，结构简单，无需润滑。
从动偏心轴叉 三销轴
三销轴 主动偏心轴叉
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球叉式万向节
球叉式万向节按 其钢球滚道形状不同 可分为圆弧槽和直槽 两种形式。由两个万 向节叉,四个传力钢球 和一个定心钢球组成。
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两球叉上的圆弧槽 中心线是以O1、O2为圆心。 而半径相等的圆和到万 向节心的距离相等。当 万向节两轴绕定心钢球 中心转动任何角度时, 传力钢球中心始终在滚 道中心两圆的交点上, 从而保证输出轴与输入 轴等速转动.
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有时将盖板6点焊于轴 承座7底部，装配后,弹性 盖板对轴承座底部有一定 的预,以免高速转动时由于 离心力作用,在十字轴端面 与轴承底座之间出现间隙 而引起十字轴轴向窜动,从 而避免了由于这种窜动造 成的传动轴动平衡状态的 破坏
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卡环式
卡环式可分为外 卡式和内卡式两种. 它们具有结构简单, 工作可靠,零件少和 质量小的优点。
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RF节与VL节在转向驱动桥中的布置
Rzeppa型球笼式万向节以前主要应用于转向驱动桥中,目前应用较少。 Birfield型球笼式万向节和伸缩型球笼式万向节被广泛地应用在具有独立 悬架的转向驱动桥中在在靠近转向轮一侧采用Birfield型万向节,靠近差 速器一侧则采用伸缩型球笼式万向节,以补偿由于前轮跳动及载荷变化而 引起的轮距变化.伸缩型万向节还被广泛地应用到断开式驱动桥中.
万向传动装置 应用在汽车上 的哪些场合？
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汽车构造——发动机
汽车构造——发动机
汽车的转向系统
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万向节按其刚度的大小分为刚性万向节和 挠性万向节。前者是靠刚性铰链式零件传递动 力，其弹性较小；而后者则是靠弹性元件传递 动力，其弹性较大，且具有缓冲减振作用，汽 车上普遍采用刚性万向节。 不等速万向节
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安装在无润滑油 流通系统且一次 润滑的万向节上
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单个刚性十字轴万向节的速度特性
①当主动叉在垂直平面内时：
VA=ω1·r= ω2 ·rcos α ω1= ω2 cos α ω2> ω 1 从动轴转速大于主动轴转速。
②当主动叉在水平平面内时：
VB=ω2·r= ω1 ·rcos α ω2= ω1 cos α ω2< ω 1 从动轴转速小于主动轴转速。
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（3）实现两轴间等角速度传动措施
同时必须满足两个条件： （1）第一个万向的两轴间的夹角与 第二个万向的两轴间的夹角相 等， 即α1=α2（靠整车的总布置设计和总装配保证） （2）传动轴两端的万向节叉处于同 一平面内。 （靠传动轴与万向节叉的正确装配来保证）
α1 α2
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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。
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伸缩型球笼式万向节（VL节）
外滚道为直槽,在传递 转矩时,星形套与筒形壳可 以沿轴向相对移动,故可省 去其它万向传动装置中的滑 动花键。这不仅使结构简单, 而且由于轴向相对移动是通 过钢球沿内,外滚道滚动实 现的,所以与滑动花键相比, 其滚动阻力小,传动效率高. 这种万向节允许的工作最大 夹角为20°