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单元五万向传动装置第一节万向传动装置的功用、组成和应用第二节万向节第三节传动轴与中间支承第四节万向传动装置的维修学习目标：1.了解万向传动装置的功用和组成；2.掌握常用万向节的结构及工作原理；3.了解传动轴与中间支承的结构；4.掌握传动轴总成的拆装方法；5.掌握万向节的检查和更换方法。单元五万向传动装置任务一万向传动装置的认知一、万向传动装置的功用和组成1．功用万向传动装置在汽车上有很多应用，结构也稍有不同，但其功用都是一样的，即在轴线相交且相互位置经常发生变化的两转轴之间传递动力。图4-1为万向传动装置在汽车中最常见的应用，位于变速器与驱动桥之间。图4-1变速器与驱动桥之间的万向传动装置单元五万向传动装置2．组成万向传动装置主要包括万向节和传动轴，对于传动距离较远的分段式传动轴，为了提高传动轴的刚度，还设置有中间支承，如图4-2所示。图4-2万向传动装置的组成单元五万向传动装置3．万向传动装置的应用万向传动装置在汽车上的应用主要有以下几个方面：（1）变速器与驱动桥之间（4×2汽车），如图4-3所示。一般汽车的变速器、离合器与发动机三者装合为一体装在车架上，驱动桥通过悬架与车架相连。在负荷变化及汽车在不平路面行驶时引起的跳动，会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，需安装万向传动装置。单元五万向传动装置图4-3变速器与驱动桥之间的万向传动装置单元五万向传动装置（2）变速器与分动器、分动器与驱动桥之间（越野汽车），如图4-4所示。为消除车架变形及制造、装配误差等引起的其轴线同轴度误差对动力传递的影响，需装有万向传动装置。图4-4变速器与分动器、分动器与驱动桥之间的万向传动装置单元五万向传动装置（3）转向驱动桥的内、外半轴之间，如图4-5所示。转向时两段半轴轴线相交且交角变化，因此要用万向节。（4）断开式驱动桥的半轴之间，如图4-6所示。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，需用万向节。图4-5转向驱动桥内、外半轴之间的万向传动装置图4-6断开式驱动桥半轴之间的万向传动装置单元五万向传动装置（5）转向机构的转向轴和转向器之间，如图4-7所示，有利于转向机构的总体布置。图4-7转向机构的转向轴和转向器之间的万向传动装置单元五万向传动装置二、万向传动装置主要部件的结构1．万向节在汽车上使用的万向节按其刚度大小，可分为刚性万向节和柔性万向节。刚性万向节按其速度特性分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（双联式和三销轴式）和等速万向节（包括球叉式和球笼式等）。目前在汽车上应用较多的是十字轴式刚性万向节和等速万向节。十字轴式刚性万向节主要用于发动机前置后轮驱动的变速器与驱动桥之间，等角速万向节主要用于发动机前置前轮驱动的内、外半轴之间。单元五万向传动装置（1）十字轴刚性万向节。常见的不等速万向节为十字轴式刚性万向节，如图4-8所示，它允许相邻两轴的最大交角为15°～20°。图4-8十字轴式刚性万向节单元五万向传动装置十字轴式刚性万向节主要由十字轴、万向节叉等组成。万向节叉上的孔分别套在十字轴的4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使之轴向定位。为了润滑轴承，十字轴内钻有油道，且与油嘴、安全阀相通，如图4-9所示。为避免润滑油流出及尘垢进入轴承，十字轴轴颈的内端套装着油封。图4-9润滑油道及密封装置单元五万向传动装置单个十字轴式刚性万向节在主动轴和从动轴之间有夹角的情况下，当主动叉等角速转动时，从动叉是不等角速的，这称为十字轴式刚性万向节的不等速特性。且两转轴之间的夹角越大，不等速性就越大，图4-10为传动轴每转一圈时速度变化情况。图4-10十字轴式刚性万向节的不等速特性单元五万向传动装置十字轴式刚性万向节的不等速特性将使从动轴及其相连的传动部件产生扭转振动，从而产生附加的交变载荷，影响部件寿命。可以采用图4-11所示的双十字轴刚性万向节的传动方式，第一万向节的不等速特性可以被第二万向节的不等速特性所抵消，从而实现两轴间的等角速传动。具体条件是：①第一万向节两轴间夹角α1与第二万向节两轴间夹角α2相等；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。由于悬架的振动，不可能在任何时候都保证α1＝α2，因此这种双十字轴刚性万向节的传动只能近似地解决等速传动问题，且由于两轴夹角最大只能是20°，因此使用上受到限制。单元五万向传动装置图4-11双十字轴刚性万向节等速传动布置图单元五万向传动装置（2）等速万向节。等速万向节的工作原理是保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交角的平分面上，如图4-12所示。常见的球笼式等速万向节有固定型球笼式等速万向节（RF节）和伸缩型球笼式等速万向节（VL节）。图4-12等速万向节的工作原理单元五万向传动装置如图4-13所示，固定型球笼式万向节由六个钢球、星形套、球形壳和保持架等组成。万向节星形套与主动轴用花键固接在一起，星形套外表面有六条弧形凹槽滚道，球形壳的内表面有相应的六条凹槽，六个钢球分别装在各条凹槽中，由球笼使其保持在同一平面内。动力由主动轴、钢球、球形壳输出。球笼式万向节工作时六个钢球都参与传力，故承载能力强、磨损小、寿命长。它被广泛应用于各种型号的转向驱动桥和独立悬架的驱动桥。单元五万向传动装置图4-13固定型球笼式等速万向节单元五万向传动装置伸缩型球笼式等角速万向节又称直槽滚道型等速万向节。如图4-14所示，其结构与上述球笼式相近，只是内、外滚道为圆筒形直槽，使万向节本身可轴向伸缩（伸缩量可达40～50mm），省去其他万向节传动中的滑动花键，且滚动阻力小，适用于断开式驱动桥的万向传动装置。这种万向节所连接的两轴夹角不能太大，因此常常和固定型球笼式等速万向节组合在一起使用，以保证在夹角和距离发生变化的条件下传递动力。图4-14伸缩型球笼式等速万向节单元五万向传动装置RF节和VL节广泛应用于采用独立悬架的轿车转向驱动桥，如红旗、桑塔纳、捷达、宝来、奥迪等轿车的前桥。其中RF节用于靠近车轮处，VL节用于靠近驱动桥处，如图4-15所示。图4-15RF节与VL节在转向驱动桥中的布置单元五万向传动装置2．传动轴传动轴是万向传动装置中的主要传力部件。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动桥中，则用来连接差速器和驱动车轮。图4-16为传动轴的构造。传动轴有实心轴和空心轴之分。为了减轻传动轴的质量，节省材料，提高轴的强度、刚度，传动轴多为空心轴，超重型货车则直接采用无缝钢管。转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的传动轴通常制成实心轴。传动轴两端的连接件装好后，应进行动平衡试验。在质量轻的一侧补焊平衡片，使其不平衡量不超过规定值。图4-16传动轴的构造单元五万向传动装置汽车行驶过程中，变速器与驱动桥的相对位置会发生变化，随着传动轴角度的改变，其长度也会改变，因此采用滑动叉和花键组成的滑套连接，以实现传动轴长度的变化，如图4-17所示。图4-17滑动叉的构造单元五万向传动装置3．中间支承传动轴分段时需加中间支承，中间支承通常装在车架横梁上，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因发动机窜动或车架变形等引起的位移。图4-18所示的中间支承是由支架和轴承等组成，轴承固定在中间传动轴后部的轴颈上。带油封的支承盖之间装有弹性元件橡胶垫环，用3个螺栓紧固。紧固时，橡胶垫环会径向扩张，其外圆被挤紧于支架的内孔。图4-18中间支承单元五万向传动装置任务二万向传动装置的检查与更换（发动机前置后轮驱动）一、实训准备1．实训器材（1）五菱荣光汽车（图4-19）。图4-19五菱荣光汽车单元五万向传动装置（2）所需专业工具：①PT－0008百分表（图4-20）。②PT－0009百分表固定座（图4-21）。③CH－0009万向节轴承拆卸安装器（图4-22）。图4-20PT－0008百分表图4-21PT－0009百分表固定座图4-22CH－0009万向节轴承拆卸安装器单元五万向传动装置（3）台虎钳（图4-23）。（4）其他工具及器材：举升机（见图1-17）、组合工具（见图1-18）、扭力扳手（见图3-55）、卡簧钳、钳子、PT－0015厚薄规、锤子、7022汽车高级润滑脂或锂基高级润滑脂、转向盘护套、变速杆手柄套、座位套、脚垫、翼子板和前格栅磁力护裙等。图4-23台虎钳单元五万向传动装置2．准备工作（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的器材。（2）将汽车停驻在举升机中央位置（见图1-51）。（3）拉紧驻车制动器操纵杆（见图1-52），并将变速杆置于空挡位置。（4）套上转向盘护套、变速杆手柄套和座位套，铺设脚垫（见图1-53）。（5）在车内拉动发动机舱盖手柄（见图1-54）。（6）在车外打开并支撑发动机舱盖（见图1-55）。（7）粘贴翼子板和前格栅磁力护裙（见图1-56）。单元五万向传动装置二、传动轴的检查1．传动轴间隙的检查如图4-24所示，固定滑动叉手握传动轴，转动传动轴，确认有无间隙。如有间隙，检查十字轴滚针轴承有无磨损，滚针轴承或花键磨损，在低速换挡时会出现噪声。图4-24传动轴间隙的检查单元五万向传动装置2．传动轴弯曲的检查如图4-25所示，用专用工具PT－0008和PT－0009检查传动轴弯曲，弯曲限度在0.5mm以下。若超过该值，应当到专业厂进行校正传动轴，并需经动平衡校正或更换传动轴。图4-25传动轴弯曲的检查单元五万向传动装置3．轴颈轴向侧隙的检查如图4-26所示，用工具PT－0015检查轴颈轴向侧隙，标准数值0～0.06mm。若超过该值，应当到专业厂进行传动轴的校正或更换传动轴。图4-26轴颈轴向侧隙的检查单元五万向传动装置4．传动轴噪声的检查在高速时出现的噪声，整车有抖动感觉，一般是传动轴总成动平衡超过规定或已弯曲变形引起。应当到专业厂进行校正，并需经动平衡校正传动轴或是更换传动轴。在低速或变速时出现的噪声一般是零件磨损松动引起。如系滑动叉花键，十字轴和滚针轴承磨损严重，则应更换整根传动轴。单元五万向传动装置三、万向传动装置的更换五菱荣光汽车万向传动装置分解图，如图4-27所示。图4-27万向传动装置分解图单元五万向传动装置1．拆卸程序（1）抬升并适当支承车辆。（2）如图4-28所示，在凸缘叉上与后桥减速器上刻接配记号。（3）如图4-29所示，适当支撑传动轴，拆卸凸缘叉连接螺栓。图4-28万向传动装置的拆卸（1）图4-29万向传动装置的拆卸（2）单元五万向传动装置（4）如图4-30所示，将传动轴滑动叉从变速器输出轴连接花键中抽出。（5）取下传动轴总成。（6）如图4-31所示，使用卡簧钳拆下弹性挡圈。图4-30万向传动装置的拆卸（3）图4-31万向传动装置的拆卸（4）单元五万向传动装置（7）如图4-32所示，使用工具CH－0009，把十字轴的轴承座圈从轴叉座圈内顶出3～4mm。注意：在顶出十字轴轴承座圈之前，应在轴承座圈和轴叉座圈之间涂抹渗透性润滑剂。（8）如图4-33所示，用锤子敲击轴管叉，拆出轴承座圈。图4-32万向传动装置的拆卸（5）图4-33万向传动装置的拆卸（6）单元五万向传动装置（9）重复步骤（7）和（8），用同样的方法取出另一侧的轴承座圈。（10）如图4-34所示，拆卸凸缘叉。用步骤（6）和（7）的方法顶出凸缘叉侧的轴承座圈，然后用虎钳夹住轴承座圈，敲击凸缘叉，取出座圈。再用同方法取出另一侧轴承座圈。图4-34万向传动装置的拆卸（7）单元五万向传动装置2．安装程序（1）如图4-35所示，给十字轴轴承座圈涂抹润滑脂。润滑脂规格：7022汽车高级润滑脂或锂基高级润滑脂。注意：重新组装时，一定要使用新的卡环、十字轴和轴承，拆下的卡环、十字轴和轴承禁止再使用，如图4-36所示。图4-35万向传动装置的安装（1）图4-36万向传动装置的安装（2）单元五万向传动装置（2）如图4-37所示，把轴承座