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-1-第五节万向传动装置一、万向传动装置的功用、组成、要求1、功用：用在一对轴线相交，且相对位置经常变化的转轴间传动。2、组成：万向节、传动轴、（中间支承）应用场合：①变速器与驱动桥间②变速器与分动器，分动器与驱动桥间③转向桥上④方向盘与转向器等。3、要求：①传动可靠②保证等速传动③传动效率高④轴向可伸缩二、万向节（一）十字轴刚性万向节（普通万向节）应用最为广泛，两轴交角可达15º～20º1、构造：由两个万向节叉、一个十字轴、四个滚针轴承总成组成。两个万向节叉孔分别套在装在十字轴相对轴颈上，用滚针轴承减磨。主动叉可通过十字轴带动从动叉转动，又可绕十字轴中心在任意方向上摆动。十字轴常做成中空的，有油道通往轴颈，由油嘴可注入润滑脂。在轴颈上还有无毡油封，十字轴中部还有安全阀。这种万向节具有传动可靠、结构简单、传动效率高等优点。但是单个万向节不能在两轴线有夹角情况下等角速传动。2、工作特性设主动轴、从动轴位于铅垂面内，分析两特殊位置。1）主动叉在铅垂面内，十字轴平面与主动轴垂直。主动叉与十字轴铰接点a的线速度av在十字轴平面内，垂直于从动轴。221coswrwabwrva，式中：r——a点至主动轴的距离2121cos即：从动轴转动角速度高于主动轴转动角速度。2）主动叉在水平面内，十字轴平面与从动叉垂直。从动叉与十字轴铰接点C的线速度cv也在十字轴平面内，垂直于主动轴。-2-2121112coscos即：从动轴角速度低于主动轴角速度。实际上，21,ww在上述两种特殊情况之间变化。若1w常数，2w是周期性变化（余弦规律），因此，十字轴刚性万向节在传动中具有不等速性，即指从动轴在转动中瞬时角速度不相等。而且主、从动轴在转动一周中的平均转速是相等的。采用单个十字轴万向节传动，在0时，具有不等速性，且越大，不等速性越严重。不等速传动会使传动轴及相连的传动件产生扭转振动，产生附加交变载荷，影响机件寿命。3、保证等角速传动的条件采用双万向节，且使：①第一个万向节主动轴与从动轴夹角，等于第二个万向节两轴夹角2；②第一个万向节从动叉与第二个万向节主动叉在同一平面内。③第一个万向节主动轴与第二个万向节从动轴共面。双万向节传动布置型式：ωωα2α1α1α2ωω汽车传动系常用第一种布置型式，从动轴，从动轴位置靠整车总体设计和总装工艺保证（一、三条件），传动轴两端万向节叉的相对位置在传动轴组装时保证（第三条件）。在拆修万向传动时，一定注意两个万向节节叉的安装方向。（二）准等速万向节、等速万向节在转向驱动桥上，为转向，半轴必须分段，并用万向节连接。由于轴向尺寸限制，不能用普通万向节，用等速或准等速万向节。1、准等速万向节是根据双万向节实现等速传动原理设计而成的。常见的有双联式和三销-3-式两种。1）双联式万向节实际为将两个万向节间传动轴缩至最小的双万向节等速传动。为使21，双联万向节装置常设分度机构，保证双联叉对称线平分所连的两轴的夹角。若用在转向桥，可不设分度机构，但须在结构上保证双联式万向节中心位于主销轴线与半轴线的交点上，以保证等速传动。（T-138,T-815,SX250）2)三销轴式万向节由双联式演变而来的准等速万向节（EQ2080），主要由2个偏心轴叉、两个三销轴和6个轴承及密封件组成。主、从动偏心轴叉分别与内、外半轴制为一体。叉孔中心线与2轴轴线相互垂直，但不相交。两叉由两个三销轴连接。三销轴大有一穿通的轴承孔，其中心线与小端轴线颈轴线重合。靠近大端两侧有两轴颈，其中心线与小端轴线垂直相交。装合时，每一偏心轴叉的两叉孔与三销轴大端两轴颈配合，而后两个三销轴小端互相插入对方大端孔内。这种万向节允许相邻两轴有较大交角，可达45º，用这种万向节，汽车可得到较小的转向半径，提高机动性。但结构体积较大。2、等速万向节从结构上看，这万向节工作时，传力点永远位于两轴交角的平分面上。如同一对半径相等的锥齿轮传动，两轴转速相同。1）球叉式万向节（BJ212，CA30A）构造：主动叉、从动叉分别与内外半轴制成一体，在主、从动叉上各有四个曲面凹槽，装合后，形成两个相交的环形槽，作为钢球滚道。四个传力钢球放在槽中，在两叉中心凹槽内放一个中心钢球以定中心。等角速的实现：主动叉、从动叉凹槽中心线是以O1、O2为圆心的两个半径相等的圆，而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意角度相交的情况下，传动钢球中心都位于两圆上，即所有钢球都在两轴夹角平分面上。因而保证了等角速传动。球叉式万向节工作时，只有两个钢球传力，钢球与滚道的单位压力大，磨损快，寿命较短。-4-2）球笼式万向节，分为定心型（钟型）、伸缩型两种。定心型（钟型）构造：星形套以内花键与主动轴相连，外有六条凹槽，形成内滚道。球形壳内表面也有六条凹槽，形成外滚道。六个钢球分别装在滚道内，由保持架使之保持在同一个平面上。动力通过钢球传过。等速原理：外滚道中心A与内滚道中心B分别位于万向节中心O的两边，且与O距离相等，钢球中心C到A、B两点距离也相等保持架内外球面，星形套外球面，球形壳内球面均以O为球心，故在两轴交角变化时，保持架可沿内外球面滑动，而球保持在两轴交面的平分面上。球笼式万向节可在两轴最大交角为42º情况下传递扭矩，且工作中不管传动方向如何变化，六个钢球全部传力，与球叉相比，承载能力强，结构紧凑，拆装方便，应用广泛。伸缩型球笼万向节：其内外滚道是圆筒形，传动时，星形套与筒形壳可轴向相对移动，可省去万向传动中的滑动花键。不仅使结构简化，而且由于星形套与筒形壳之间的轴向移动通过钢球滚动实现的，与滑动花键比，滑动阻力小，最适于断开式驱动桥。这种万向节的保持架的内球面中心B与外球面中心A位于万向节中心θ的两边，且与O距离相等。钢球中心C到A、B距离也相等。可保证等角速传动。3）三枢轴-球面滚轮是万向节：P123图17-20（三）挠性万向节挠性万向节依靠其中弹性元件弹性变形来保证相交两轴间传动时，不发生机械干涉。弹性件可以是橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈或其它结构形式。由于弹性件的弹性有限，所以只能用在两轴夹角不大于（3º～5º）和有微量轴向位移的场合。例如固定在车架的两个部件（发动机——变速器）。用于消除制造、安装误差和车架变形对传动的影响。三、传动轴与中间支承1、传动轴传动轴一般比较长，所连接的变速器与驱动桥的相对位置经常变化，传动轴转速高（可达3000～5000r/min）。所以一般传动轴均为刚度大、重量轻的空心轴。为避免高速旋转时产生剧烈振动，轴的质量分布应均匀，-5-一般不同无缝钢管制造，而是用厚度均匀的钢板卷制对焊而成。装配好以后要进行平衡试验（动、静平衡），如不平衡常在轴上焊加平衡片，平衡的传动轴和万向节叉刻上记号，以便安装时保证原位安装。过长的传动轴，为避免共振，常分成两段或三段，并加中间支承，前段常称中间传动轴，后段称主传动轴。传动轴总长度能伸缩，以避免运动干涉，故传动轴中设置滑动花键，为减磨，还装油嘴、油封和防尘装置。2、中间支承分段传动轴须设中间支承，通常中间支承安装在车架横梁上，应能补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差，以及行车中由于发动机窜动或车架变形所引起的位移。货车常用蜂窝软垫式中间支承（如EQ1090），轴承可在座内滑动，橡胶制成的蜂窝形软垫的弹性能适应安装误差和行车中出现的位移，还可吸收振动减小噪声的传导。（其它型式自学）采用两段传动轴，3个万向节时：两段传动轴与输入轴、输出轴应共面，且第一个万向节从动叉、第二个万向节从动叉与第三个万向节主动叉应在同一平面内。