第四章万向节和传动轴设计10PPT课件
第四章万向传动轴设计
主动偏心轴叉
从动偏心轴叉 三销轴 止推垫片 轴承座
四、等速万向节 球笼式等速万向节
主动轴
外罩 星形套（内滚道） 星形套（内滚道） 钢球
球笼（保持架） 球笼（保持架）
球形壳（ 球形壳（外 滚道） 滚道）
四、等速万向节
原理： 原理： 传力点永远位于两轴交点O 传力点永远位于两轴交点O的平分面上
主动叉转角。 ϕ1 ----主动叉转角。
ω2 cos α = ω1 1 − sin 2 α cos 2 ϕ1
1）ϕ1=0°，180°时，则ω2= ω1/cosα，最大； ） ° ° ，最大； 2）ϕ1=90°，270°时，则ω2= ω1 cosα，最小。 ） ° ° ，最小。
因此，当主动轴以等角速度转动时， 因此，当主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时 慢，此即为普通十字轴万向节传动的不等速性。 此即为普通十字轴万向节传动的不等速性。 不等速性
第二节 万向节结构方案分析
不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于 不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于 零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比 零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比 传递运动的万向节。 传递运动的万向节。 准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于 准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于 1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作 的瞬时角速度比传递运动， 的瞬时角速度比传递运动 时瞬时角速度比近似等于1的万向节。 时瞬时角速度比近似等于 的万向节。 的万向节 等速万向节是输出轴和输入轴以等于 的瞬时 等速万向节是输出轴和输入轴以等于1的瞬时 是输出轴和输入轴以等于 角速度比传递运动的万向节。 角速度比传递运动的万向节。 挠性万向节是靠弹性零件传递动力的， 挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓 是靠弹性零件传递动力的 冲减振作用。 冲减振作用。
万向节和传动轴设计
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三、等速万向节
2.球笼式万向节：
Birfield型球笼式万向节（RF节）：承载能 力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安 装方便，应用最广泛，用于独立悬架转向驱 动桥靠近转向轮一侧。
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三、等速万向节
2.球笼式万向节：
2
三、应用
1.变速器与驱动桥间（单式、复式）；
2.转向驱动轮—等角速万向节； 3.驱动轴为独立悬架，驱动桥两侧，起半轴作用； 4.变速器、离合器与分动器非一体的情况下（越 野车）；
5.转向器；
6.功率输出箱—驱动绞盘之间。 7.远距离操纵变速箱
3
三、应用
四、分类
刚性：不等速、准等速、等速
挠性
4
§4-2 万向节结构方案分析
26
§4-5 传动轴结构方案设计
一、临界转速：
D d nk 1.2 10 2 L
2 8
2
r / min
要求使用的nk/nmax=1.2~2.0，要提高nk，应减 小L，增加D、d，加中间支承
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二、强度计算
1.扭转应力τ：
M D Jp 2
Jp
32
(D d )
4 4
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二、双十字轴万向节传动：
tg 3 cos 2 tg1 cos 1
输入轴和输出轴平行时，当α1＝α2时，必有1 ＝ 3，输入轴和输出同步旋转；
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二、双十字轴万向节传动：
tg 3 cos 2 tg1 cos 1
当输入轴和输出轴相交，与传动轴夹角都为α 时，作用在万向节十字叉上的附加力矩不能平 衡，使两个万向节十字轴承受大小相等方向相 反的力，使支承处也产生反力， α 越大，反力 越大。
万向传动轴设计讲座PPT
第二节 万向节结构方案分析 一、十字轴式万向节(Hooke's universal joint)
▪结构：
万向节叉(Yoke) 十字轴(Spider) 滚针(Needle roller) 、套筒(Sleeve) 、 油封(Oil seal) 、轴承盖(Bearing cap) 注油嘴(Injection nozzle)、 安全阀(溢流阀(Relief valve))
双十字轴万向节的等速传动条件（1=2）
Constant velocity requirements of double Hooke's universal joint
问题：汽车变速箱输出轴与驱动桥 主减速器输入轴的轴线相对位置是 否平行？(Is the gearbox output shaft parallel to the final drive input shaft?)
双十字轴万向节的准等速万向传动 (Quasi-constant velocity universal drive of the double Hooke's universal joint)
▪双联式准等速万向节(Dual-quasi-constant velocity universal joint)
Clutch
Transmission
Universal joint
Drive axle Differential
Axle
Propeller shaft Final drive
组成：万向节、传动轴、
中间支承
Components : Universal joints, Propeller shaft, Intermediate support
汽车设计 第6版 第4章 万向传动设计
尺寸大，零件多，结构较复杂，传递转矩有限
当应用于转向驱动桥中，由于轴向尺寸大，为 使主销轴线的延长线与地面交点到轮胎的印迹 中心偏离不大，需要较大的主销内倾角
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
四、等速万向节
1.球笼式万向节
（1）固定型球笼式万向节
星形套7以内花键与主动轴1相连，其外表面设置有 6条凹槽（形成内滚道）。球形壳8的内表面设置有 对应的6条凹槽（形成外滚道）。6个钢球分别嵌装 在6条滚道中，并由保持架4使之保持在同一平面内。 动力由主动轴1经过钢球6、球形壳8输出。
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
二、十字轴式万向节
滚针轴承的润滑和密封
毛毡油封：因防漏油、防水、防尘效果差，已淘汰 双刃口复合油封：防漏油、防水、防尘效果好。在 灰尘较多的环境中万向节寿命显著提高。 多刃口油封：防漏油、防水、防尘效果更好。
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
四、等速万向节
2.三枢轴式万向节
三枢轴式万向节能允许最大轴间交角为43°
万向节安装位置或相连接总成
离合器-变速器；变速器-分动器 （相连接总成均安装在车架上）
驱动桥 传动轴
汽车满载 静止夹角
行驶中的 极限夹角
一般汽车 越野汽车 一般汽车 越野汽车
α不大于
1°~3°
6° 12° 15°~20° 30°
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
三、双联式万向节
汽车工程系
传动轴设计及应用ppt课件
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传动轴花键，以往大 多采用矩形花键，目前渐 开线花键的应用越来越普 遍。渐开线花键具有齿面 接触好、自动定心、强度 高、寿命长、加工成本低 等优点。滑动花键按在传 动轴中的位置分，有内侧 滑动和外侧滑动两种结构。 按结构形式分，有滑动叉 结构和花键轴叉结构。为 了减小滑动花键的轴向滑 动阻力和磨损，有时对花 键齿进行尼龙涂敷处理。
• 不等速万向节(卡当或虎克万向节）：十字轴万向节为不等速
万向节。对于单万向节传动，当主动轴等速旋转时，从动轴的
转速时快时慢，这就是十字轴万向节的不等速性。不等速性与
两轴夹角有关，夹角越大，不等速性越严重，从而引起动力总
成支承和悬架弹性元件的摆动，引起变速箱和后桥齿轮的冲击
噪声。一般要求，当万向节工作夹角大于3°时，夹角（度）
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传动轴的动平衡
• 传动轴总成不平衡是传动系弯曲振动的一个激 励源，当高速旋转时，将产生明显的振动和噪 声。所以传动轴装配后必须100％进行动平衡 检验，并在传动轴两端焊平衡片校正不平衡量， 其剩余不平衡量不应低于GB 9293中规定的G40 平衡品质等级。
渐开线花键应力的计算方法与矩形花键相似，只是计算的作用面是按其工作面的投影 进行。
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传动轴连接螺栓的计算
• 连接螺栓的强度校核：
•
拉应力：σ= 4 P
π d2
•
剪切应力： τ= 4 M max
π nr d 2
•
挤压应力： σ挤=
M max nr dL
• 式中： n－螺栓数量 d－螺栓小径， mm L－突缘叉法兰厚度， mm r－突缘叉螺栓分布圆半径， mm P－每个螺栓承受的拉力，N（P=Mmax·f/n·r ） f－花键副的摩擦系数
万向节与传动轴
球笼式等角速万向节设计要点
球笼式等角速万向节磨损小，由于工作时同时有 六个钢球传递动力，故承载能力、寿命较球叉式高， 且能在夹角350～420下传力，适用于重型车辆。
球笼式万向节的失效形式主要是钢球与接触滚道表面 的疲劳点蚀。应控制钢球与星形套滚道表面的接触应 力，并以此来确定万向节的承载能力。
四 球叉式等角速万向节
结论：
主动轴，从动轴的附加弯矩分别在M1’、M2’、 0之间变动，变化周期180º。
设计时，应尽量减少α值
(一般<8º 重型车、铲运机18º-20º)
二 、铰接式车架万向节的布置
传动轴的中点和车 架铰点要在一条铅 垂线上。
输出轴、输入轴、 中间轴应该在机器 的纵向平面内。
铰接点O应该布置 在两个万向节的铰 接点A、B的中间。 以实现等角速传动。
在转向驱动桥 中，较大轴间 夹角的万向节 可使车辆获得 较小的转弯半 径，提高了车 辆的机动性。
三 、球笼式等角速万向节
等速万向节的基本原理：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点的平分面上。
主动轴
外罩
星形套（内滚道）
传力球
球笼（保持架）
球形壳 （外滚道）
COA COB
三、 十字轴的设计计算
轴颈弯曲强度
32d j Ps
(d
4 j
d
4 k
)
滚针接触强度
c 272.3
( 1 1 )Q dj dz l
c
滚针轴承的承载能力
Pmax=P/cos α＜[P]
主、从动轴与中间轴的夹角不可能在任何时候都保证相等； 在转向驱动桥上，与转向轮所要求的大偏转角度不相适应； 布置上受到车桥空间轴向尺寸的限制。
第四章万向节和传动轴设计10PPT课件
➢全轮驱动的汽车
变速器和分动器及分动器与前后驱动桥之间的万向传动装置。
➢重型汽车
由于总布置的需要将离合器与变速器分开一段距离，因此，也常用万向 传动装置将两个总成连接起来。
➢转向驱动桥
车轮应在最大范围内任意偏转某一角度并能不断地传递动力。其半轴分段。
左右半轴夹角随行驶需要而定。半轴与车轮之间常用球叉式或球笼式等速
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图16.15 球叉式万向节在转向驱动桥中的布置
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—中心钢球
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2．球笼式万向节简称RF节
球笼式万向节是目前应用最
为广泛的等速万向节。
Rzeppa 型球笼式万向节是
一般15°~20°，适用货车。
试验表明：当夹角由4°增加 到16°时，滚针轴承的寿命将 下降为原寿命的1/4。
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十字轴式刚性万向节传动的不等速性
单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输出轴之间有夹角的情况下，其两轴的角速 度是不相等的。
（1）主动叉在垂直位置，并且十字轴平面与主动轴垂直。 （2）主动叉在水平位置，并且十字轴平面与从动轴垂直。
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因此可以保证输入轴与输出轴近似相等，万向节夹角较大，可达50°。但是 由于工作面全为滑动摩擦效率低，易磨损且对密封和润滑要求较高。它主要 用于中型越野车。道奇WM300前轴； ❖三销式万向节
三销式万向节允许所连接的两轴最大夹角为45°，易于密封。但其外形尺寸 较大，零件形状较复杂，这种结构目前用于个别中、重型越野车的转向驱动 桥。东风EQ2080
第四章 万向传动轴设计.
双万向节传动轴
4.3.2双十字轴万向节传动
对于一个万向节传动轴，主动轴等速转动，则从动 轴不等速转动，且α愈大，转动的不等速性愈大。
双万向节传动轴
若要使输入轴和输出轴等速旋转，需满足以下条件： A 传动轴两端的万向节叉位于同一平面内； B 两万向节夹角相等，即α1= α2。
4.4 万向节的设计计算
4.3.1单十字轴万向节传动
B 不等速分析
2 cos A 主、从动叉角速度关系 2 2 1 1 sin cos 1
1)1 0,180
2 1 1 cos
C 从动叉轴转矩
即2max
假设主动轴等速转动 2) 90,270 1 当主动轴以等角速度转动时， 2 cos 从动轴时快时慢，这就是十 1
Tse 2
k d Te max ki1i f i0 2n
rr G2m2 TSS 1 i 0 i m m F t rr TSF 1 i 0 i m m n
T SS 2
T SF 2
G 1 m 1 rr 2 im m F t rr 2 i m m n
Ft (Ga G挂） ( fR fH f j ) 4.4 万向节的设计计算 Ga—汽车满载总重 fR—道路滚动阻力系数 fH—汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数 fj—性能系数 4.4.1 计算载荷
用于转向驱动桥
T se 1
k d T e m ax ki1 i f n
Tse 2
k d Te max ki1i f i0 2n
rr G2m2 TSS 1 i 0 i m m F t rr TSF 1 i 0 i m m n
T SS 2
T SF 2
第四章 万向传动轴设计
第四章•万向传动轴设计24.1.1 万向传动轴概述¾功能用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴之间传递转矩和旋转运动¾组成：万向节、传动轴，有时加装中间支承¾设计基本要求两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠传递动力 尽可能使所连接两轴同步（等速）运转传动效率高、使用寿命长、结构简单、制造和维修方便3发动机前置后轮或全轮驱动的汽车上，变速器或分动器输出轴和驱动桥输入轴之间转向驱动桥中，内、外半轴之间后驱动桥为独立悬架结构时采用4.1.2 万向传动轴在汽车中的应用4¾刚性万向节不等速万向节：十字轴式准等速万向节：双联式、凸块式、三销轴式等 等速万向节：球叉式、球笼式等¾挠性万向节4.2 万向节分类54.3 十字轴万向节Ö单十字轴万向节传动Ö双十字轴万向节传动Ö多十字轴万向节传动64.3.1 单十字轴万向节传动αϕϕcos tan tan 21=转角关系7转速关系12212cos sin 1cos ϕααωω−=αωωcos /1max 2=αωωcos 1min 2=ααωωωtan sin 1min2max 2=−=k 12/ωω是周期为π的周期函数当为0、π、2π、…时1ϕ当为π/2、3π/2、…时1ϕ传动的不等速性！8转矩关系2211ωωT T =11222cos cos sin 1T T αϕα−=αcos /1max 2T T =αcos 1min 2T T =当为0、π、2π、…时1ϕ当为π/2、3π/2、…时1ϕ9附加弯矩0'1=T αsin 1'2T T =αtan 1'1T T =0'2=T 0≠α1T 2T 与作用于不同的平面如何平衡呢？2'21'1=+++T T T T vv v v 10附加弯矩引起的径向载荷αsin 1'2T T =21222sin L T L T F j α=′=αtan 1'1T T =αααcos tan cos 21212L T L T F c =′=呈周期性变化11惯性力矩222εJ T G =212212212)cos sin 1(2sin sin cos ϕαϕααωε−−=124.3.2 双十字轴万向节传动21αα=获得等速传动的条件1）2）同传动轴相连的两个万向节叉布置在同一平面内13附加弯矩的影响双万向节传动中附加弯矩产生的径向力可由轴承反力平衡两万向节叉所受附加弯矩彼此平衡，传动轴弯曲振动两万向节叉所受附加弯矩方向相同，从而对两端的十字轴产生大小相同、方向相反的径向力，在两轴的支承上引起反力144.3.3 多十字轴万向节传动()θϕαϕ+=Δ122sin 4e L±±±=232221ααααe 多万向节传动设计要求1）当量夹角尽量小，空载和满载时小于最大许用角2）角加速度幅值应小于许用值e α212ωαe 15多十字轴万向节传动实例o o o 5.4,5.3,5.1321===αααmin/30001r n =比较某货车的两种传动方案，其中16o o 5.5)5.45.35.1(222=−−=e α2212/909s rad e =ωαo o 4.2)5.45.35.1(222=−+=e α2212/173s rad e =ωα917¾万向传动轴在汽车中的典型应用 变速器与驱动桥之间 转向驱动桥中¾确定传动系计算载荷的主要方法按发动机最大转矩和一档传动比来确定 按驱动轮打滑来确定 按日常平均使用转矩来确定4.4 万向节设计184.4.1 万向传动轴计算载荷ni ki T k T f e d se η1max 1=n i i ki T k T f e d se 201max 2η=mm r ss i i r m G T ηϕ0'221=mm r ss i r m G T ηϕ2'112=ni i r F T m m r t sf η01=ni r F T m m r t sf η22=按日常平均使用转矩按驱动轮打滑按发动机最大转矩和一挡传动比转向驱动桥中变速器与驱动桥之间19计算驱动桥数和分动器传动比选取326×6214×4高低挡传动比关系车型2fd fg i i >2fd fg i i <32fd fgi i >32fd fg i i <f i nfg i fd i fg i fdi 20载荷选择参考静强度计算疲劳寿命计算],min[11ss se s T T T =],min[22ss se s T T T =此时，安全系数取2.5～3.0s T 取或1sf T 2sf T 214.4.2 十字轴万向节设计¾主要的失效形式十字轴轴颈和滚针轴承的磨损十字轴轴颈和滚针轴承碗表面出现压痕和剥落 十字轴轴颈根部断裂22十字轴强度校核αcos 2r T F s=][)(3242411w w d d Fsd σπσ≤−=][)(42221τπτ≤−=d d F],min[ss se s T T T =23bnj L F d d )11(27201+=σiZF F n 6.4=滚针轴承的接触应力24十字轴万向节的传动效率παηtan 2)(110r d f −=o 25≤α当时通常情况下，约为97％～99％25¾传动轴总成的组成传动轴、两端焊接的花键轴、万向节叉等¾传动轴设计时应首先考虑的问题 长度变化范围 夹角变化范围4.5 传动轴结构分析与设计264.5.1 传动轴的临界转速2228102.1cc c k Ld D n +×=0.22.1/max ～==n n K k 27][)(1644c c c sc cd D T D τπτ≤−=][163h hsh d T τπτ≤=4.5.2 传动轴其它校核¾轴管扭转强度¾花键轴扭转强度¾花键的齿侧挤压强度][)2)(4(0y h h h h h s y n L d D d D K T σσ≤−+′=284.5.3 传动轴的平衡¾传动轴总成不平衡传动系弯曲振动的一个激励源 高速旋转时将产生明显的振动和噪声¾不平衡的主要来源万向节中十字轴的轴向窜动 传动轴滑动花键的间隙传动轴总成两端连接处的定心精度 高速回转时传动轴的弹性变形点焊平衡片的热影响（应在冷却后进行动平衡检验）¾对传动轴不平衡度的要求29¾中间支承的作用提高传动轴临界转速，减小万向节夹角（长轴距汽车） 提高传动系的弯曲刚度，减振降噪（轿车）¾中间支承的设计要求适应安装面的实时变化 不发生共振¾轴承的选择不传递轴向力，主要承受径向力单列滚珠轴承需要承受轴向力两个滚锥轴承4.6 中间支承结构分析与设计30mC f R π210=中间支承的固有频率60f n =。
汽车设计——第四章 万向传动轴设计
第五节 传动轴设计
传动轴设计时的主要考虑因素： 花键的轴向阻力 实心轴与空心轴 传动轴管的制作 传动轴的长度和夹角及变化范围 临界转速 轴管扭转强度
2.双万向节传动(普通十字轴式万向节) 1）等速传动条件 与传动轴相连的两个万向节叉布置在同 一平面内。 两万向节与传动轴的夹角相等 2）附பைடு நூலகம்弯矩的作用
第三节 万向节传动的运动分析
3.多万向节传动（普通十字轴式万向节） 当量夹角 角加速度幅值 多万向节传动计算
另一种方法
第四节 万向节的设计计算
能可靠而稳定地传递动力。 保证所连接的两轴尽可能等速旋转。 由万向节传动引起的振动、噪音以及附加载
荷在允许范围内。 传动效率高，使用寿命长。 结构简单、制造方便、维修容易。 4.万向节分类
第二节 万向节结构方案分析
1.十字轴式万向节
2.准等速万向节 双联式万向节 凸块式万向节 三销轴式万向节 球面滚轮式万向节
传动轴花键轴扭转应力 传动轴花键齿侧挤压应力
第六节 中 间 支 承
在长轴距汽车上，常常将传动轴分段(两段或三段)， 目的主要是缩短每一段的长度，提高刚度，从而 提高传动轴的临界转速。在乘用车中，有时为了 提高传动系的弯曲刚度、改善传动系弯曲振动特 性，减少噪音，也将传动轴分成两段。当传动轴 分段时，需要加中间支承。
第二节 万向节结构方案分析
3.等速万向节 球叉式万向节 球笼式万向节 Rzeppa型等速万向节 Birfield型球笼等速万向节 伸缩型球笼万向节 4.挠性万向节
第三节 万向节传动的运动分析
工程机械设计课件：万向节与传动轴设计 -
主要內容
萬向傳動軸設計的基本 要求和萬向節的基本結 構形式；
“十字軸”萬向節的運 動和受力分析及其強度 計算；
傳動軸的結構方案與強 度計算。
重點與難點
重點：“十字軸”萬 向節的運動和受力分 析及其強度計算， “球籠式”萬向節的 傳動及設計原則。 難點：“十字軸”萬 向節的運動和受力分 析。
1)当1 0,180,360 时
2 1 1 cos
即2max
1
cos
1
2)当1 90,270时
2 1
cos
即2min
cos 1
➢當主動軸以等角速度轉動時，從動軸時快時慢，這就是十
字軸萬向節傳動的不等速性。
➢用轉速不均勻係數K來表示：
K 2max 2min sin tg 1
α越大，K越大，轉動越不均勻
• 萬向節叉、十字軸、套筒、軸承蓋
萬向節叉
套筒
十字軸
1
速度特性
當叉軸1以等角速度 1旋轉，A點的暫態 線速度可求： A= 1r= 2rcos 2>1
當叉軸1轉過900後， B點的暫態線速度可 求： B= 1rcos = 2r 2< 1
不等速性
1
不等速性曲線圖
1
准等速萬向節
2.雙聯式萬向節
雙聯叉相當於兩個在 同一平面內的萬向節 叉
比传递运动；但在其它角度下工作时，瞬时角
向 万向节
节
速度比近似等于 1 的万向节。
等速 输出轴和输入轴以等于 1 的瞬时角速度比传
万向节 递运动的万向节。
挠性万向节 万向节的扭转方向有弹性的万向节。
1
2 萬向節結構方案分析
1.十字軸萬向節
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❖十字轴万向节
§ 4.2 万向节结构方案分析
➢十字轴万向节主要有主、从动叉、十字轴、滚针轴承及轴向定位件和 橡胶密封件等组成。其中滚针轴承的轴向定位方式和油封很重要。
➢十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本 低。但所连接两轴的夹角不宜过大。
一般15°~20°，适用货车。
试验表明：当夹角由4°增加 到16°时，滚针轴承的寿命将 下降为原寿命的1/4。
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十字轴式刚性万向节传动的不等速性
单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输出轴之间有夹角的情况下，其两轴的角速 度是不相等的。
（1）主动叉在垂直位置，并且十字轴平面与主动轴垂直。 （2）主动叉在水平位置，并且十字轴平面与从动轴垂直。
第四章 万向传动轴设计
§ 4.1 概述 § 4.2 万向节结构方案分析 § 4.3 万向传动的运动和受力分析 § 4.4 万向节的设计计算 § 4.5 传动轴结构分析与设计 § 4.6 中间支承结构分析与设计
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一、功用
§ 4.1概述
➢发动机前置后驱动汽车
变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴间的万向节传动。
➢全轮驱动的汽车
变速器和分动器及分动器与前后驱动桥之间的万向传动装置。
➢重型汽车
由于总布置的需要将离合器与变速器分开一段距离，因此，也常用万向 传动装置将两个总成连接起来。
➢转向驱动桥
车轮应在最大范围内任意偏转某一角度并能不断地传递动力。其半轴分段。
左右半轴夹角随行驶需要而定。半轴与车轮之间常用球叉式或球笼式等速
当万向节两轴绕定心钢球中心o转动任何角度时，传力钢球始终在滚 道中心两圆的交点上，从而保证输出轴与输入轴等速转动。该万向节结构 简单，传递夹角≯ 32 °～33°。
四个钢球两两单向受力，单位压力较大磨损较快。这种万向节只有在
传力钢球与滚道有一定的预紧力时，才能保证等角速传动。适用轻、中型
20越20/野9/2车5 转向驱动桥。
2动桥中的布置
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—中心钢球
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2．球笼式万向节简称RF节
球笼式万向节是目前应用最
为广泛的等速万向节。
Rzeppa 型球笼式万向节是
✓ 目前采用较广泛的球叉式万向节和球笼式万向节均根据这一原理制成。
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图16.12 等速万向节的工作原理12
三、等速万向节
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。
➢圆弧槽型：两球叉上的圆弧槽中心线是以o1和o2为圆心而半径相等的圆， o1o=o2o 距离相等。
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等速万向节的基本原理：
从结构上保证万向节在工作过程中的传力点永远位于两轴交点的平分面上。
✓ 两齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角的平分面上，P到两轴的垂直距离 都等于r。在P点处两齿轮的圆周速度是相等的，两个齿轮旋转的角速度也 相等。
✓ 与此相似，若万向节的传力点在其交角变化时始终位于角平分面内，则可 使两万向节叉保持等角速的关系。
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三、分类
万向节按其在扭矩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。前者靠零件的铰接式联结传输动力，后者通过弹性零件传递动 力，且有缓冲减振作用 。 不等速向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间 以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度比为1的万向节。 准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动， 而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。 输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速 万向节。
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直槽滚道型球叉式万向节（图41b），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。
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。
适用断开式转向驱动桥。可轴向伸缩
带分度杆的，六个传力钢球
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2处于轴间夹角的 平分面上。
图4-2 Rzeppaz型球笼式万向节
1—球形壳 2—钢球 3—星形套 4—球笼 5—导向盘 6—分度杆
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 种等速万向节可在两轴之间夹角达到35°～37°的情况下工作。
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❖ 双联式万向节 准等速万向节，由两个十字轴万向节组成。允许连接两轴的夹角较大。 一般可达50°适用军用越野车。北京切诺基越野车分动器与前传动轴； 延安XL2150转向驱动桥；
❖ 凸块式万向节 也是一种双联式万向节，两凸块相当于双联万向节装置中两端带有位
于同一平面上的两万向节叉的中间轴及两十字销，
20万20/向9/2节5 传动。
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二、设计要求：
➢ 保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠传。 ➢ 保证所连接的两轴能均匀旋转，由于夹角变化引起的动载荷在允许
范围内。 ➢ 传动效率高、寿命长、结构简单、制造方便。 三、设计依据 ➢ 发动机参数 ➢ 标准法规要求：
QC／T 29082—1992 汽车传动轴总成技术条件 QC／T 523—1999 汽车传动轴总成台架试验方法
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因此可以保证输入轴与输出轴近似相等，万向节夹角较大，可达50°。但是 由于工作面全为滑动摩擦效率低，易磨损且对密封和润滑要求较高。它主要 用于中型越野车。道奇WM300前轴； ❖三销式万向节
三销式万向节允许所连接的两轴最大夹角为45°，易于密封。但其外形尺寸 较大，零件形状较复杂，这种结构目前用于个别中、重型越野车的转向驱动 桥。东风EQ2080