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1、第 第十 十三 三章 万 万向 向传 传动 动装 装置 置本章重点：单个十字轴式刚性万向节传动的不 等速性；双十字轴刚性万向节实现等速传动的条件。 本章难点：等速万向节的结构型式及等速传动的原理及结构保证 第一节 概述 一、作用 在汽车传动系及其它系统中， 为了实现一些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。 二、组成 万向传动装置一般由万向节和传动轴组成（如图），有时还要有中间支承。 主要用于以下一些位置： 1.FR 形式 变速器和驱动桥之间有 23 个万向节。2.越 越野 野车 车、 、变 变速 速器 器和 和分 分动 动器 器之 之间 间3.转 转向 向驱
2、 驱动 动桥 桥4.动 动力 力输 输出 出机 机构 构和 和转 转向 向操 操纵 纵结 结构 第二节 万向节万向节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。 一、万向节的分类 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： 传动零件为刚性的，靠刚性的铰链连接，并传递动力，分为：不等速万向节（十字轴）、 准等速万向节（双联式、三销轴式）和等速万向节（球叉式、球笼式） 挠性万向节 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。常用在两轴交角较小、且只有微量相对运动位移的场合。 二、十字轴刚性万向节 1.十字轴刚性万
3、向节的结构 十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为 1520。 如下图所示的十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承等 组成。两万向节叉 2 和 6上的孔分别套在十字轴 4 的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从 动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有 滚针轴承 8，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。 2.十字轴刚性万向节的润滑 为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。润滑油可从注油嘴注到十 字轴轴颈的滚针轴承处。 十字轴式刚性万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角不为零的情况 下，不
4、能传递等角速转动。 3.十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，其两轴的瞬间角速度不相等。 当输入轴匀 速转动时，输出轴的转速则周期性的变化，我们称之为十字轴刚性万向节的不等速性。 单个万向节传动的不等速性，将引起传动轴的扭转振动，并因此产生交变载荷，影响传 动轴的寿命；并且交角越大时，两轴之间的不等速性越强烈。 不等速性产生的过程：（如图）设输入轴转动了1，输出轴转动了2，则输出轴在十字轴平面内转过了2，等效 于十字轴平面转过了1。 列出2 与2 关系，对时间求导得： 2/1=cos/(1-sin2cos21) 结论： 1）假设1不变，2随输入轴旋转角度的变化而周
5、期性的变化，其周期为，其值在 0、2时最大；在/2、3/2 时最小。 2）从 tg2=tg1/cos可知，越大，2的最大值越大，与1的差值就越大，不 等速现象就越剧烈。 3）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； 4.十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。 十字轴双万向节传动的等速条件： 第一万向节两轴夹角与第二万向节两轴夹角相等； 第一万向节从动叉与第二万向节两轴从动叉在同一个平面。 三、准等速万向节与等速万向节 1.准等速万向节 1）双联式万向节（其结构示意图如下）
6、 等速原理：十字轴万向节的等速条件。结构特点： 双联式万向节相当于传动轴长度最短的双十字轴万向节传动机构； 其结构紧凑，工作可 靠， 制造方便； 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 （如 下图）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。 2）三销轴式准等速万向节(结构如下图)结构特点：三销轴轴线组成的平面平分两轴间的夹角。 特点：允许的两轴夹角较大，在转向驱动桥中使用可以提高车辆机动性。 2.等速万向节 等速原理： 在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线的平分面上。 （如下图） 1）球叉式等速万向节(构造如下图) 结构特
7、点：从结构上实现了两轴的转速相等；最大转角 3235 度，适合于布置在转向驱 动桥中。 其等速原理如下图： 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 的距离相等。因此，在主动轴和从动轴以任何角度相交的情况下，传动钢球 中心始终位于两圆的交点上， 亦即所有传动钢球都位于角平分面上， 因而保证了等角速传动。其缺点是：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）球笼式等速万向节 球笼式等速万向节按主、从动叉在传递转矩的过程中是否产生轴向位移分为：固定型球 笼式万向节（RF 节）和伸缩型球笼式万向节（VL 节） 固定型球笼式万向节（RF 节）的结构见下图 伸缩型球笼式万向节（VL 节）的结构见下图 第三节 传动轴和中间支承 在有一定距离的两部件之间采用万向传动装置传递动力时， 一般需要在万向节之间安装 传动轴。若两部件之间的距离会发生变化，而万向节又没有伸缩功能时，则还要将传动轴做 成两段，用滑动花键相连接。为减小传动轴花键连接部分的轴向滑动阻力和摩损，需加注润 滑脂进行润滑，也可以对花键进行磷化处理或喷涂尼龙层，或是在花键槽内设置滚动元件。
