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1、万向传动Propeller Shaft and Universal Joint,教学内容：万向传动的功用及组成、万向节和传动轴。 重点：万向传动的工作原理和组成；万向节的分类和工作原理;传动轴的要求和结构。 难点：十字轴万向节的不等速特性及等速条件。 目的：掌握十字轴万向节的构造、不等速原理及在车辆传动应用中的等速调节，了解常见轿车等速万向节的构造，掌握传动轴的要求和构造。,功用,万向传动装置的功用是：在轴间夹角及相对位置经常变化的转轴之间可靠地传递动力。,第一节 概 述,万向传动装置主要应用,某些汽车的转向操纵机构。,变速器与驱动桥之间；,越野汽车的变速器与分动器及分动器与各驱动桥之间；,采
2、用独立悬架的转向驱动桥内、外半轴之间；,采用非独立悬架的转向驱动桥靠近车轮处；,第一节 概 述,变速器与驱动桥之间,变速器与驱动桥之间,组 成,变速器与驱动桥之间,在变速器与驱动桥距离较近的情况下,越野汽车变速器与分动器及分动器与各驱动桥之间,驱动桥与驱动轮之间,转向操纵机构中的传动,第二节 万向节Universal Joint,万向节的分类：,按刚度大 小可分为,按速度特 性可分为,一、十字轴刚性万向节(HookJoint) 的构造,第二节 万向节Universal Joint,一、十字轴刚性万向节(HookJoint) 的构造,第二节 万向节Universal Joint,油嘴,安全阀,十
3、字轴,油封,滚针,套筒,轴承盖,万向节叉,内挡圈固定式,盖 板 式,外挡圈固定式,二、万向节滚针轴承轴向定位方式,第二节 万向节Universal Joint,盖板式,Universal Joint,内挡圈固定式,外挡圈固定式,内挡圈固定式,盖 板 式,外挡圈固定式,二、万向节滚针轴承轴向定位方式,零件少、结构简单、工作可靠、,第二节 万向节Universal Joint,三、十字轴刚性万向节的特点,优点：十字轴式刚性万向节可以保证在轴向交角变化时可靠的传动，结构简单，传动效率较高，在汽车上应用广泛。,缺点：单个万向节在输入轴和输出轴之间有夹角的情况下，其两轴的角速度不相等。,第二节 万向节U
4、niversal Joint,1=V/R 2=V/r,1 2,十字轴刚性万向节传动特性分析,（一）线速度、角速度和转动半径的关系,（二）十字万向节的传动特性,1.主动叉在垂直位置,VA1=1R,VA2=2r,因为A点的线速度只一个，所以：VA1=VA2,当十字轴上的A点视为与主动轴一起转动时：,当十字轴上的A点视为与从动轴一起转动时：,即： 1R=2r 2=1R/r =1/cos,21,从动轴的转速大于主动轴的转速,2.主动叉在水平位置,（二）十字万向节的传动特性,VB1=1r,VB2=2R,因为B点的线速度只一个，所以：VB1=VB2,当十字轴上的B点视为与主动轴一起转动时：,当十字轴上的B
5、点视为与从动轴一起转动时：,即： 1r=2R 2=1r/R =1cos,2 1,从动轴的转速小于主动轴的转速,3.单个十字轴万向节传动的不等速特性,若主动叉轴作等角速旋转，则从动叉轴的瞬时角速度是周期性变化的。,（二）十字万向节的传动特性,两轴转角差12随主动轴转角1 的变化关系,当1 = 0 90时： 2 1 ， 且当1 =45时， （1-2）数值最大； 21 ， 从动轴先加速后减速。,当1 = 90 180时： 2 1 ，且当1 =135时, （1-2）数值最大； 21 ， 从动轴先减速后加速。,两轴交角愈大，转角差（1-2）愈大 ，即万向节传动的不等速性愈严重。,两轴转角差12随主动轴转
6、角1 的变化关系,4.十字轴万向节等速传动的实现,（二）十字万向节的传动特性,2.第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面内。,双十字轴万向节等速传动条件,1.第一万向节两轴间夹角1与第二万向节两轴间夹角2相等；,双十字轴万向节等速传动条件证明,因为：2=3,1=2cos,所以：4=1,第一、第二万向节的从动叉和第三万向节的主动叉必须在同一平面内。,三个十字轴万向节等速传动条件：,4.十字轴万向节等速传动的实现,二、准等速万向节,根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万向节称为准等速万向节。 常见的有双联式和三销轴式两种。,第二节 万向节Universal Joint,1.双联式万向
7、节 Double Cardan,双联式万向节是一套传动轴长度减至最小的双十字轴万向节按等速条件组成的装置。,二、准等速万向节,1.双联式万向节 Double Cardan,优点：结构简单，制造方便，工作可靠，且允许有较大的轴间角。,缺点：外形尺寸较大，给布置带来困难。,二、准等速万向节,多用于中、重型越野汽车转向驱动桥的两段半轴之间。如奔驰2026A、延安SX2150、斯太尔66 型等。,三销轴式万向节是由双联式万向节演变而来的准等速万向节。,三销轴,三销轴,主动偏心轴叉,从动偏心轴叉,二、准等速万向节,2.三销轴式万向节 One-and-a-half Time U-Joint,2.三销轴式万
8、向节One-and-a-half Time U-Joint,特点：允许相邻两轴有较大的夹角，最大可达达45。在转向驱动桥中采用这种万向节，可使汽车获得较小的转弯半径，提高了汽车的机动性。,缺点：所占空间比较大。,二、准等速万向节,多用于中、重型越野汽车转向驱动桥的两段半轴之间。如东风EQ2080、红岩CQ2160型等。,三、等速万向节,等速万向节的基本原理是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。,1.球叉式万向节 Weiss,三、等速万向节,等速万向节可分为球叉式和球笼式两种。,三、等速万向节,1.球叉式万向节 Weiss,1.球叉式万向节 Weiss,三、等速万
9、向节,等速原理,三、等速万向节,1.球叉式万向节 Weiss,优点：该万向节从结构设计上保证了四个传动钢球的中心始终处于两叉轴交角的平分面上，因而保证了两轴等角速旋转，且结构简单，允许两轴交角达32 33。,缺点：因正反方向传动时分别只有对角的两个钢球传力，故钢球与滚道的单位压力大易磨损。,一般用于中、小型越野汽车转向驱动桥的两段半轴中，如BJ2020、跃进NJ230等。,三、等速万向节,2.球笼式万向节 Rzeppa,三、等速万向节,2.球笼式万向节 Rzeppa,三、等速万向节,2.球笼式万向节 Rzeppa,主动轴,球形壳,星形套,钢球,保持架,三、等速万向节,2.球笼式万向节 Rzep
10、pa,特点： 可保证两轴等角速旋转，且承载能力强、磨损小、寿命长，允许两轴交角达45 50，灵活性好、结构紧凑、拆装方便。应用于大多数的轿车前驱动桥和转向节连接处，例如红旗CA7220、奥迪和捷达等车辆上。,四、柔性万向节,柔性万向节依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉。,弹性件可以是橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈或其他结构型式。,柔性万向节能吸收传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动，结构简单，无需润滑。但由于弹性件的弹性变形量有限，故允许两轴间夹角较小（3）。常用来连接固定安装在车架上的两个部件，以消除制造、安装误差和车架变形对传动的影响。,四、柔性万向节,第三节
11、传动轴和中间支承,一、传动轴,传动轴通常是在高转速及所连两部件间的相对位置经常变化的条件下传递动力，因此具有以下结构特点：,1 . 广泛采用空心轴和采用分段式结构；,2 . 加装平衡片；,3 . 设有花键连接部分（又称伸缩节），使传动轴长度可以变化，以保证在驱动桥与变速器（或分动器）的相对位置变化时既不脱开又不顶死；,一、传动轴,1 . 广泛采用空心轴和采用分段式结构,采用空心轴可提高传动轴的临界转速，且减轻了重量，节约了钢材。传动轴过长时，自振频率低，易产生共振。为此，当万向传动轴所连两部件相距较远时，常将传动轴分成两段，并加装中间支承，以提高其刚度。,一般由厚度为1.53.0mm的薄钢板卷
12、焊而成。超重型货车的传动轴则直接采用无缝钢管制成。,2 . 加装平衡片,保证传动轴的质量沿圆周均匀分布，从而避免在高转速下因离心力作用而产生剧烈的振动，即满足动平衡要求。传动轴与万向节装配后，需经动平衡试验，并加平衡片使其满足动平衡的要求. 不平衡度要求： 轿车 30006000r/mim 12N.mm 货车 10004000r/mim 10N.mm,3 . 伸缩节Slip Joint,在装配花键轴与花键套时，应保证传动轴两端的万向节叉位于同一平面内；,3 . 伸缩节Slip Joint,第三节 传动轴和中间支承,二、中间支承,中间支承应能够补偿传动轴的轴向和角度方向上的安装误差，以及车辆行驶过程中由于发动机或车架等变形引起的位移变化。,二、中间支承（解放CA1091）,双列圆锥滚子轴承式中间支承,思考题,1. 试证明十字轴刚性万向节传动 的不等速性。,2. 十字轴刚性万向节的滚针轴承在工作中其滚镇做何种运动？,3. 球叉式与球笼式万向节在应用上有何差别？,4. 传动轴的结构有何特点？,
