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1、汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修学习任务学习任务6 6 万向传动装置万向传动装置【任务目标任务目标】1 1、了解：万向传动装置的功用及组成。、了解：万向传动装置的功用及组成。2 2、熟悉：万向节的类型和应用特点。、熟悉：万向节的类型和应用特点。3 3、掌握：正确识别前、后轮驱动的传动轴和万向节、掌握：正确识别前、后轮驱动的传动轴和万向节各零部件及其使用特点。各零部件及其使用特点。4 4、学会：识别万向传动装置的常见故障，并进行基、学会：识别万向传动装置的常见故障，并进行基本的故障诊断及检修。本的故障诊断及检修。哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修【任
2、务描述任务描述】 万向传动装置是汽车传动系统的重要组成部分，其作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴，并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下，仍能可靠地传递动力。它主要由万向节、传动轴和中间支承组成。由于汽车经常在复杂道路上行驶，使传动轴在其角度和长度不断变化的情况下传递转矩，因此万向传动装置常出现异响、振动等故障。 哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修项目项目6.1 6.1 万万 向向 节节 情境导入情境导入v客户报修客户报修 某驾驶员诉说其驾驶的丰田皇冠3.0轿车在起步、变速过程中传动轴出现明显、清脆的金属敲击声。汽车以高速档低
3、速行驶时，其响声连续而有节奏。v故障原因分析故障原因分析 传动轴异响最常见的原因是万向节工作不良。当万向节轴承磨损松旷，配合间隙过大，一旦放松离合器踏板，主、从动件接触时就会产生撞击而发出金属敲击声。汽车在高速档低速行驶时，因发动机运转不均匀，传动轴发生抖动，此时又会出现连续而又节奏的响声。因此本故障的诊断重点是万向节。哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修理论引导理论引导 v6.1.1 6.1.1 万向传动装置的功用及组成万向传动装置的功用及组成 图图6.16.1变速器与驱动桥之间的万向传动装置变速器与驱动桥之间的万向传动装置 哈尔滨工业大学出版社哈尔滨
4、工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修6.1.2 6.1.2 万向传动装置在汽车上的应用万向传动装置在汽车上的应用 序号安装位置应用特点1变速器（或分动器）与驱动桥之间 一般FR型汽车变速器（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越野汽车变速器与与分动器之间 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
5、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 有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轴线不能重合，因此转向操纵机构中也常采用万向传动装置。表表6.1 万向传动装置在汽车上的应用万向传动装置在汽车上的应用 哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修6.1.3 6.1.3 万万 向向 节节v1.1.十字轴式万向节十字轴式万向节v 十字轴式万向节是刚性的不等速万向节，它的结构简十字轴式万向节是刚性的不等速万向节，它的
6、结构简单、工作十分可靠，允许相邻两轴的最大交角为单、工作十分可靠，允许相邻两轴的最大交角为15150 020200 0，在汽车上应用最广，如前置后驱的传动系中传动轴多用，在汽车上应用最广，如前置后驱的传动系中传动轴多用十字轴式万向节连接（如丰田皇冠、奔驰等）。十字轴式万向节连接（如丰田皇冠、奔驰等）。 哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v（1 1）十字轴式万向节的构造）十字轴式万向节的构造 v 如图6.2所示，十字轴式万向节主要由万向节叉，十字轴及滚子轴承等组成。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。 6.2 6.2
7、 普通十字轴式万向节图普通十字轴式万向节图 6.36.3十字轴润滑油道及密封装置图十字轴润滑油道及密封装置图 为了润滑轴承，十字轴内钻有油道,且与滑脂嘴、安全阀相通（图6.3）。哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v（2 2）十字轴式万向节的特点）十字轴式万向节的特点v单十字轴式刚性万向节v双十字轴式刚性万向节的等速传动条件 a.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； b.输入轴、输出轴与传动轴的夹角相等，即12。 满足上述两条件的等速传动有两种排列方式：平行排列和等腰三角形排列(如图6.4所示)。
8、 图图6.4 6.4 双万向节的等速排列方式双万向节的等速排列方式a) 平行排列 b）等腰式排列哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v等角速基本原理: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。 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。也就是：传力点永力点永远位于两位于两轴交点交点O O的平分面上的平分面上v等角速万向节的常见类型有：球叉式、球
9、笼式和三叉式等。 图图6.56.5等角速万向节工作原理等角速万向节工作原理2.2.等角速万向节等角速万向节哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v（1 1）球叉式万向节）球叉式万向节v结构：结构：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。图图6.6 6.6 球叉式万向节球叉式万向节哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v等速原理：等速原理：主、从叉曲面凹槽的中心线分
10、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。v特点：特点：结构简单,允许轴间最大交角为3238，工作时只有两传动刚球传力，另两刚球在反转时传力，接触压力大，磨损快，应用于中、小型越野车的驱动转向桥上哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修（2 2）球笼式万向节）球笼式万向节 v球笼式万向节按内、外滚道结构不同可分为固定式球笼万向节（RF型）、伸缩式球笼万向节（VL型）和球笼式双补偿万向节。
11、哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v固定式球笼万向节（RF型）。 v这种万向节允许轴间夹角最大达4247，且在工作时无论传动方向如如何，所有钢球都传力，因而磨损小，寿命长，承载能力大，结构紧凑，拆装方便，常用于转向驱动桥的外端。 图图6.8 RF6.8 RF球笼式万向节球笼式万向节1-中段半轴 2、5-钢带箍 3-外罩4-球笼（钢球保持架）6-钢球 7-内球座（内滚道）8-外球道（外滚道） 9-卡环哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v伸缩式球笼万向节（VL型）v这种万向节的内、外滚道沿圆周方向呈“V”形布置，且
12、在动力传递过程中，内、外球座可以沿轴向相对移动，所以称为VL型万向节。其允许轴间夹角最大1521，轴向伸缩量可达45mm，结构简单，尺寸小，寿命长，常用于转向驱动桥半轴内端。 图图6.10 6.10 上海桑塔纳轿车转向上海桑塔纳轿车转向驱动桥所用驱动桥所用VLVL型万向节型万向节1- 中半轴 2-挡圈 3-外罩 4-外球座 5-钢球 6-球笼 7-内半轴 8-卡环 9-密封垫 10-内球座 11-圆头内六角螺栓 12-锁片 13-箍带 14-防尘罩哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v球笼式双补偿万向节 v这种万向节能轴向相对移动，因此可省去万向传动装置
13、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。 图图6.116.11球笼式双补偿万向节球笼式双补偿万向节 哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v（3）三叉式等速万向节v 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。v 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。 哈
14、尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v3.3.挠性万向节挠性万向节v图6.13是上海SH3540A型自卸汽车发动机与变速器之间用到的万向传动装置，它由一个十字轴刚性万向节、传动轴和一个挠性万向节组成。v其优点实能消除制造安装误差和车架变形对传动的影响；吸收冲击，衰减扭转振动；结构简单无须润滑。图图6.13 6.13 上海上海SH3540ASH3540A型自卸型自卸汽车挠性万向节汽车挠性万向节1-中心轴 2-大圆盘 3-弹性连接件 4-连接圆盘 5-花键毂哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修项目项目6.2 6.2 传动
15、轴与中间轴承传动轴与中间轴承情境导入情境导入v客户报修客户报修 某驾驶员反应其驾驶的丰田皇冠轿车在中、高速行驶时出现车身及转向盘强烈振抖，若突然降速，振动更严重。v故障原因分析故障原因分析 汽车出现车身及转向盘强烈振抖的最常见原因是传动轴动不平衡。故本故障的诊断重点是传动轴。哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修理论引导理论引导 v6.2.1 6.2.1 传动轴传动轴 传动轴用来连接变速器（或分动器）和驱动桥。 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
16、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。哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修图图6.146.14传动轴和中间轴承传动轴和中间轴承1-凸缘叉 2-万向节 3-平衡片 4-中间传动轴 5、15-油封 6、8-中间支承盖 7-橡胶垫环 9-轴承10、14-润滑脂嘴 11-支架 12-堵盖 13-万向节滑动叉 16-主传动轴 17-锁片 18-万向节油封19-万向节轴承 20-万向节轴承盖 21-装配位置标记哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修v6.2.2 6.2.2 中间支承中间支承 v 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等引起的位移。v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、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。 哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社
