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TOYOTA汽车机械基础四川教育学院汽车应用技术学院何强TOYOTA第五节万向传动装置TOYOTA一、功用与组成•在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。TOYOTA•万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承。TOYOTA二、万向传动装置的应用•1.发动机前置后轮驱动汽车的变速器与驱动桥之间。当距离较远时，应将传动轴分成两段甚至多段，并加设中间支承。•2.多轴驱动的汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间。•3.由于车架的变形，会造成轴线间相互位置变化的两传动部件之间。•4.采用独立悬架汽车的车轮与差速器之间•5.转向驱动车桥的差速器与车轮之间。TOYOTA•6.汽车的动力输出装置和转向操纵机构中。TOYOTA三、万向节•万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置。TOYOTA分类•按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为：刚性万向节和挠性万向节。•刚性万向节又可分为：不等速万向节（十字轴式）准等速万向节（双联式、三销轴式）等速万向节（球叉式、球笼式）TOYOTA1.不等速万向节•1）结构•十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜。图所示的十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。两万向节叉1和3上的孔分别套在十字轴2的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环（或盖板）轴向定位。TOYOTATOYOTA•为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。TOYOTA•2）速度特性•十字轴式刚性万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角α不为零的情况下，不能传递等角速转动。TOYOTA•如果主动叉匀速转了180゜，那么从动叉就经历了：比主动叉转得快→比主动叉转得慢→又比主动叉转得快这样一个过程。但总起来讲，当主动叉转过90゜时，从动叉也转过90゜；当主动叉转过180゜时，从动叉也转过180゜。•如果主动叉是匀速转动的，那么随着万向节两轴夹角的增大，从动叉转速的不均匀性越大。TOYOTA•单个十字轴万向节传动的不等速性，将使从动轴及与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，影响零部件使用寿命。TOYOTA3）双万向节•既然十字轴式万向节可以将匀速转动变为非匀速转动，那么它就有可能将某种非匀速转动还原为匀速转动。例如在变速器的输出轴和驱动桥的输入轴之间，采用两个十字轴万向节和一根传动轴传动，就有可能实现这种传动。TOYOTA•也就是当满足以下两个条件时，可以实现由变速器的输出轴到驱动桥的输入轴的等角速传动：•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）传动轴两端万向节叉处于同一平面内。TOYOTATOYOTATOYOTA•在行驶时，驱动桥要相对于变速器跳动，不可能在任何时候都有α1＝α2，实际上只能做到变速器到驱动桥的近似等速传动。•在以上传动装置中，轴间交角α越大，传动轴的转动越不均匀，产生的附加交变载荷也越大，对机件使用寿命越不利，还会降低传动效率，所以在总体布置上应尽量减小这些轴间交角。TOYOTA2.准等速万向节•常见的准等速万向节有双联式和三销轴式两种，它们的工作原理与上述双十字轴式万向节实现等速传动的原理是一样的。•双联式万向节实际上是一套将传动轴长度减缩至最小的双十字轴式万向节等速传动装置，双联叉相当于传动轴及两端处在同一平面上的万向节叉。能使两轴角速度接近相等，所以称双联式万向节为准等速万向节。TOYOTATOYOTA3.等速万向节•球笼式万向节的结构：星形套7以内花键与主动轴1相连，其外表面有六条弧形凹槽，形成内滚道。球形壳8的内表面有相应的六条弧形凹槽，形成外滚道。六个钢球6分别装在由六组内外滚道所对出的空间里，并被保持架4限定在同一个平面内。动力由主动轴1（及星形套）经钢球6传到球形壳8输出。TOYOTATOYOTA•球笼式等速万向节内的六个钢球全部传力，承载能力强，可在两轴最大交角为42゜情况下传递扭矩，其结构紧凑，拆装方便，得到广泛应用。TOYOTATOYOTA4.挠性万向节•挠性万向节是由橡胶件将主被动轴叉交错连接而成，依靠橡胶件的弹性变形，能够实现转动轴线的小角度（3゜～5゜）偏转和微小轴向位移，吸收传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动，具有结构简单，无需润滑等优点。TOYOTATOYOTA四、传动轴与中间支承TOYOTA1.传动轴TOYOTA•在有一定距离的两部件之间采用万向传动装置传递动力时，一般需要在万向节之间安装传动轴。若两部件之间的距离会发生变化，而万向节又没有伸缩功能时，则还要将传动轴做成两段，用滑动花键相连接。为减小传动轴花键连接部分的轴向滑动阻力和摩损，需加注润滑脂进行润滑，也可以对花键进行磷化处理或喷涂尼龙层，或是在花键槽内设置滚动元件。TOYOTATOYOTA•传动轴动平衡问题：•传动轴在高速旋转时，任何质量的偏移都会导致剧烈振动。生产厂家在把传动轴与万向节组装后，都进行动平衡。经过动平衡的传动轴两端一般都点焊有平衡片，拆卸后重装时要注意保持二者的相对角位置不变。TOYOTA二、中间支承•在传动距离较长时，往往将传动轴分段，即在传动轴前增加带中间支承的前传动轴TOYOTA•如图是一种中间支承结构，它实际上是一个通过支承座和缓冲垫安装在车身（或车架）上的轴承，用来支承传动轴的一端。轴承可以移动，加上橡胶缓冲垫，可以补偿车身（或车架）变形和发动机振动对于传动轴位置的影响。