第四章万向节传动轴设计汽车设计A,武汉理工大学,汽车学院详解

5 传动轴的设计
附加弯矩
设 计
6 双万向中节间传支动撑设计
多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
万向节的分类
万向节
在扭转方向是否有 明显的弹性变形
TEXT刚性万向节 角速度
挠性万向节
不等速万向节 准等速万向节
等速万向节
十字轴式
双联式 三销轴式
球叉式 球笼式
第 1 概述
多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
2.2 准等速万向节 （双联式万向节 三销轴式万向节） 准等速万向节是根据双万向节可以实现等速传动的原理设计的
万向节叉
十字轴 油封
万向节叉
双联式万向节实际上是由两个 十字轴万向节组合而成
优点： 允许两轴间的夹角较大（可达 50°） 轴承密封性能好、效率高、 工作可靠、不需特殊的工艺设备
特点：结构简单、强度高、 耐久性好、传动效率高、 成本低，但夹角不宜过大
破坏形式：十字轴轴颈和 滚针轴承的磨损，十字轴 轴颈和滚针轴承碗工作面 的压痕与剥落，因此润滑 和密封直接影响万向节的 使用寿命
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
2.1 不等速万向节（十字轴式万向节） 十字轴的润滑与密封
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万
准等速万向节
向
等速万向节
节
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动 轴
单十字轴万向节传动
5 传动轴的设计
附加弯矩
设 计
6 双万向中节间传支动撑设计
多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
万向传动轴的设计要求
保证所连接的两轴 相对位置在预定范 围内变动时，能可 靠的传递动力
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万
准等速万向节
向
等速万向节
节
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动 轴
单十字轴万向节传动
5 传动轴的设计
附加弯矩
设 计
6 双万向中节间传支动撑设计
多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
2.3 等速万向节（等速传动原理 球叉式万向节 球笼式万向节） 工作过程中传力点永远位于两轴夹角 的平分线上
多余的润滑油会从橡 胶油封内圆表面与轴
临界转速
颈接触处溢出
6 中间支撑设计
注油嘴
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万 向 节
3 准等万速万向向节节传动的运动 等速分万向析节和受力分析
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动 轴
单十字轴万向节传动
5 传动轴的设计
附加弯矩
设 计
6 双万向中节间传支动撑设计
万 向 节
3 准等万速万向向节节传动的运动 等速分万向析节和受力分析
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
油封 油封挡盘
动 轴
单十字轴万向节传动
5 传动轴的设计
附加弯矩
双刃口油封
设 计
6 双万向中节间传支动撑设计
多万向节传动
多刃口油封
采用橡胶油封，当十
4 万向节设计计算
字轴内腔油压过大时，
5 传动轴设计
5 传动轴的设计
附加弯矩
设 计
6 双万向中节间传支动撑设计
多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
2.2 准等速万向节 （双联式万向节 三销轴式万向节）
三销轴式万向节由2个偏心轴叉、 2个三销轴和6个滚针轴承组成
优点： 三销轴式万向节所允许的最大夹角为 45°，在转向驱动桥中采用可使汽车 获得较小的转弯半径，提高其机动性 缺点： 外形尺寸大，结构复杂，两端承受附 加弯矩和轴向力，毛坯需精锻 用途：个别中重型越野车
保证所连接的两轴尽可能 等速旋转，使得由于万向 节夹角而产生的附加载荷、 振动和噪声应在允许范围 内，不产生共振现象
传动效率高、使用 寿命长、结构简单、 容易维修
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万
准等速万向节
向
等Βιβλιοθήκη Baidu万向节
节
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动 轴
单十字轴万向节传动
传
分析和受力分析
动 轴
单十字轴万向节传动
5 传动轴的设计
附加弯矩
设 计
双万向节传动 多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
万向传动轴的应用 • 变速器与驱动桥的主减速器之间
十字轴万向节
• 车轮和差速器之间
等速万向节（球笼式、球叉式）
• 驱动桥
• 多轴驱动
• 方向盘和转向器
（2）了解等速万向节、准等速万向 节和不等速万向节的结构方案； 传动轴和中间支撑结构
（3）掌握十字轴万向节的设计计算、 传动轴的设计计算
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
2 不等速万万向向节节的结构形式
万
准等速万向节
向
等速万向节
节
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动
单十字轴万向节传动
轴
附加弯矩
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万
准等速万向节
向
等速万向节
节
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动 轴
单十字轴万向节传动
5 传动轴的设计
附加弯矩
设 计
6 双万向中节间传支动撑设计
多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
2.1 不等速万向节（十字轴式万向节） 组成：由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承、轴向定位件和橡胶 密封件组成
球头
弹簧
球碗 双联叉
缺点： 外形尺寸较大，零件数 目多，传递的转矩受滚针轴承 许用挤压应力的限制
用途：中吨位以上的越野汽车
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万 向 节
3 准等万速万向向节节传动的运动 等速分万向析节和受力分析
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动 轴
单十字轴万向节传动
汽车工程学院 杨莹
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万
准等速万向节
向
等速万向节
节
与 3 万向节传动的运动
传
分析和受力分析
动
单十字轴万向节传动
轴
附加弯矩
设 计
双万向节传动 多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
本章学习要求
（1）了解万向节的分类、工作原理、 万向节传动的运动规律和受力情况
设 计
双万向节传动 多万向节传动
4 万向节设计计算
5 传动轴设计
临界转速
6 中间支撑设计
万向传动轴的功用 主要用于工作过程中相对位置不断变化的两轴间的动力传递
万向传动 轴的组成
万向节、传动轴（轴管及伸缩花键）、中间支撑
第 1 概述
四 2 万向节的结构形式
章
不等速万向节
万
准等速万向节
向
等速万向节
节
与 3 万向节传动的运动