万向传动装置检修解读

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1、学习情境5 万向传动装置检修 学习目标： 1、能够描述万向传动装置的功用，并能指出组成零件名称； 2、能够识别不同类型的万向节，指出各种类型的万向节所使用的 位置； 3、能够理解各种类型万向节的工作原理； 4、能正确识别前轮驱动和后轮驱动汽车的万向传动装置零部件； 5、能够诊断万向传动装置的常见故障，分析其故障原因； 6、能够拆卸和安装前轮驱动和后轮驱动的万向传动装置； 7、能够对故障零部件进行检测，并推荐正确的维修方案完成修理 任务。 学习领域1 汽车传动系统检修 学习情境5 万向传动装置检修 情境描述： 维修业务接待员接待一个客户要求维修 传动轴异响和车身振抖的车辆后，售后服务 经理要求你

2、对该车的万向传动装置进行检修 ，他要求你对每一个工作步骤做出过程计划 和信息采集，并确诊故障原因，完成检修工 作。 学习领域1 汽车传动系统检修 5.1 概 述 5.1.1 万向传动装置的功用及组成 万向传动装置的功用是能在汽车上任何一对轴间夹角 和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。它一般由 万向节和传动轴组成，对于传动距离较远的分段式传动轴 ，还需设置中间支承（如图5-2所示）。 学习情境5 万向传动装置检修 5.1 概 述 5.1.2 万向传动装置在汽车上的应用 表5-1 万向传动装置在汽车上的应用 序号安 置 位 置应 用 特 点 1 变速器（或分动器 ） 与驱动桥之间 一般FR型

3、汽车变速器（或越野车的分动器）的输出轴线与驱动桥的输入轴线 难以布置重合，并且汽车在负荷变化及在不平路面行驶时引起的跳动，将使 驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化，故须万向传动装 置连接。 2 变速器与离合器或 与分动器之间 虽然变速器、离合器、分动器等都支承在车架上，且它们的轴线也可以设计 重合，但为消除车架变形及制造、装配误差等引起的轴线同轴度误差对动力 传递的影响，其间也常装有万向传动装置。 3 转向驱动桥和断开 式驱动桥中 汽车的转向驱动桥需满足转向和驱动的功能，其半轴是分段的，转向时两段 半轴轴线相交且交角变化，因此要用万向传动装置。在断开式驱动桥中，主 减速器壳在车

4、架上是固定的，桥壳上下摆动，半轴是分段的，也须用万向传 动装置。 4转向操纵机构中 某些汽车的转向操纵机构受整体布置的限制，转向盘轴线与转向器输入轴线 不重合，因此在转向操纵机构中装有万向传动装置。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.1 十字轴式万向节 十字轴式万向节，它允许相邻两轴的最大交角为150-200，在 汽车上应用最广。 1十字轴式万向节的构造 图5-3所示为十字轴式万向节。它主要由万向节叉，十字轴及 轴承等组成。两个万向节叉分别与主、从动轴相连，其叉形上的孔 分别套在十字轴的四个轴颈上。在十字轴轴颈与万向节叉孔之间装 有滚针和套筒，用带有锁片的螺钉和轴承盖来

5、使之轴向定位。为了 润滑轴承，十字轴内钻有油道（图5-4），且与滑脂嘴、安全阀相 通。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.1 十字轴式万向节 2十字轴式万向节的速度特性与等速排列条件 十字轴式万向节在其运动中具有不等角速性。即当十字轴式万向节的主动 叉是等角速转动时，从动叉是不等角速转动的，其运动情况用图5-6来分析。 设主动叉轴以等角速1旋转，从动叉轴与主动叉轴有一夹角，其角速 度为2，十字轴旋转半径OAOBr。 当万向节处于图6-4a所示位置时，由于主、从动叉轴在十字轴上A点的瞬 时线速度相等，为： 所以 此时 当主动叉轴转过90至图6-4b所示位置时，主、从动叉轴

6、在十字轴上B点 的瞬时线速度相等，为： 所以 此时 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.1 十字轴式万向节 综上所述，当主动叉轴以等角速旋转时，从 动叉轴是不等角速的，并在 1/cos21cos范围内变化，变化的周 期为180。且从动叉轴不等角速程度随轴间夹角 的加大而加大。但主、从动轴的平均转速是相 等的，即主动轴转一圈，从动轴也转一圈。所谓 不等速性是指从动轴在转动一周内其角速度的不 均匀。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.1 十字轴式万向节 单个十字轴万向节的不等角速性，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

7、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十字轴万向节，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，但要达到这一目的，还必须满足两个 条件： （1）第一个万向节的从动叉和第二个万向节的主动叉 应在同一平面内，即传动轴两端的万向节叉在同一平 面内； （2）输入轴、输出轴与传动轴的夹角相等，即1 2。如图6-5所示。 满足上述两条件的等速传动有两种排列方式：平行排 列（图5-7a）；等腰三角形排列（图5-75b）。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.2 等角速万向节 等角速万向

8、节的基本原理可用一对大小相同的锥齿轮传动来说明， 如图5-8所示。两个大小相同锥齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角 的平分面上，由P点到两轴的垂直距离都等于r。P点处两齿轮的圆周速 度相等，故两齿轮的角速度也相等。可见，若万向节的传力点在其交 角变化时，只要从结构上保证其传力点始终位于两轴夹角的平分面上 ，就能保证等角速传动。 等角速万向节的常见类型有：球叉式、球笼式和三叉式等。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.2 等角速万向节 1球叉式万向节 球叉式万向节如图5-9所示，它主要由主、从动叉、四个传动钢球、定心 钢球、定位销及锁止销组成。主、从动叉分别与内、外半轴制成一

9、体，叉内各 有四条曲面凹槽，装合后形成两条相交的环槽，作为钢球4的滚道，定心钢球 装在两叉中心凹槽内，以定中心。球叉式万向节等速传动的原理如图5-10所示 ，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的 平分面上，因而保证了等速传动。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.2 等角速万向节 2球笼式万向节 图5-11所示为奥迪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。它主要由内球座7、

10、球笼4、外球座8及钢球6等组成。内球座通过花 键与中段半轴相连。内球座的外表面有六条曲面凹槽，形成内滚道。外球座与 带外花键的外半轴制成一体，内表面制有相应的六条曲面凹槽，形成外滚道。 六个钢球分别装于六条凹槽中，并用球笼使之保持在一个平面内。 动力由中段半轴1传至内球座7，经六个钢球6、外球座8输出。当中段半轴 1（主动轴）和外球座轴8（从动轴）之间夹角发生变化时，传力钢球中心始 终位于两轴交角的平分面上，并且到两轴线的距离相等（图5-12），从而保证 了主、从动轴以相等的角速度旋转。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.2 等角速万向节 3.十字槽式万向节 十字槽式万

11、向节又称为伸缩型等速万向 节，如图5-13所示为奥迪100型和上海桑塔纳 轿车转向驱动桥半轴内万向节（靠近主减速 器处）所采用的VL型球笼式万向节。其内、 外滚道为圆筒形，且内、外滚道不与轴线平 行，而是以相同的角度相对于轴线倾斜着， 装合后，同一周向位置内、外滚道的倾斜方 向刚好相反，即对称交叉，而钢球则处于内 外滚道的交叉部位。当内半轴7与中半轴1以 任意夹角相交时，所有传力钢球都位于轴间 交角的平分面上，从而实现等角速传动。在 动力传递过程中，内、外球座可以沿轴向相 对移动，故采用这种万向节可以省去万向传 动装置中的滑动花键。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.2

12、 等角速万向节 4三叉式等速万向节 图5-14所示为三叉式等速万 向节（也称三角式万向节），主 要由三销总成和万向节套组成。 三销总成的花键孔与传动轴内花 键配合，三个销轴上均装有轴承 ，以减小磨损。万向节套的凸缘 用螺栓连接，为防止润滑脂外露 ，万向节由防护罩封护，并用卡 箍紧固。 三叉式等速万向节结构简单， 磨损小，并且可以轴向伸缩，在 轿车的应用也逐渐增多，常用于 转向驱动桥半轴内端。 学习情境5 万向传动装置检修 5.2 万 向 节 5.2.2 等角速万向节 5. 双效补偿式万向节 双效补偿式万向节是另一种伸缩式万向节。如 图5-15所示，其外球座为圆筒形，内、外滚道是 与轴线平行的直

13、线凹槽（即圆筒形），在传递转 矩过程中，内球座与外球座可以相对轴向移动。 球笼的内外球面在轴线方向是偏心的，内球面中 心B与外球面中心A分别位于万向节中心O的两边， 且OAOB。同样，钢球中心C到A、B的距离相等， 以保证万向节作等角速传动。 由于这种万向节能轴向相对移动，因此可省去 万向传动装置中的滑动花键等伸缩机构，使结构 简化，且轴向位移是通过钢球沿内、外滚道的滚 动来实现，与滑动花键相比，滚动阻力小，磨损 轻、寿命长。故最适用于断开式驱动桥。 学习情境5 万向传动装置检修 5.3 传动轴与中间轴承 5.3.1 传动轴 传动轴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

14、 动桥中，则用来连接差速器和驱动轮。 为适应汽车行驶过程中变速器与驱动桥的相对位置变化，传动轴上设有由滑动 叉和花键轴组成的滑动花键连接，使传动轴的长度能随传动距离的变化而伸缩。当 传动距离较远时，为了避免因传动轴过长而使自振频率降低，高速时产生共振，将 传动轴分为两段，前段称为中间传动轴，后段称主传动轴，其后端部设有中间支承 （图5-16）。 学习情境5 万向传动装置检修 5.3 传动轴与中间轴承 5.3.2 中间支承 传动轴分段时须加设中间支承，通常将其安装在车架横梁上。中 间支承除对传动轴起支承作用外，还应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由于发动机窜动或车架变形

15、等引起 的位移。 普通中间支承通常用弹性元件来满足上述要求。它主要由轴承、带 油封的轴承盖、支架和使轴承与支架间成弹性连接的弹性元件所组 成。常见的类型有双列圆锥滚子轴承式中间支承（图5-17所示）、蜂 窝软垫式中间支承、摆动中间支承以及中间支承轴式中间支承等。 学习情境5 万向传动装置检修 5.4 万向传动装置的故障诊断与检修 5.4.1 万向传动装置的故障诊断 1前轮驱动故障诊断 （1）故障现象 1）润滑脂从传动轴防尘罩中溢出； 2）汽车转向时外侧万向节处出现咔哒声； 3）汽车加速或减速时内侧万向节处出现金属敲击声； 4）汽车加速时有振动或抖动。 （ 2）故障原因 1）防尘罩破裂； 2）传

16、动轴外侧万向节磨损（转向时产生异响）； 3）传动轴内侧万向节磨损（速度变化时产生异响和振动 ）。 学习情境5 万向传动装置检修 5.4 万向传动装置的故障诊断与检修 5.4.1 万向传动装置的故障诊断 1前轮驱动故障诊断 （3）故障诊断 1）泄漏故障的诊断 用举升机将汽车举升起来； 把一个车轮的前端向外偏转，使外侧防尘罩完全显露出来，边旋转轮胎，边 用手指放在防尘罩的折叠处检查有无裂缝或撕裂痕迹（图5-18a）；当防尘罩出 现破损和泄漏时，还需要检查万向节润滑脂的污损情况（图5-18b）。若润滑脂 里有硬粒，则需进一步检查万向节，有可能需要更换万向节。 把内侧防尘罩的折叠部分拉开进行彻底检查； 重复上述步骤检查另一根传动轴。 学习情境5 万向传动装置检修 (a) （b） 图5-18 检查防尘罩 5.4 万向传动装置的故障诊断与检修 5.4.1 万向传动装置的