5万向传动装置

第六章万向传动装置学习目标1.熟悉万向传动装置的主要零部件的作用、类型。2.掌握常用万向节的构造及工作原理。3.掌握万向传动装置的拆装与调整。4.了解万向传动装置的常见故障及检修1、功用：能在汽车上任何一对轴间夹角和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。第一节概述2、组成：万向节传动轴中间支承万向节传动轴一般由万向节和传动轴组成。万向传动装置万向节驱动桥后悬架车架变速器变速器与驱动桥之间的万向传动装置万向传动装置对于传动距离较远的分段式传动轴，还需设置中间支承1）变速器与驱动桥之间2）变速器与分动器之间3）驱动桥的半轴4）断开式驱动桥的半轴5）转向轴3、万向传动装置在汽车上的应用分类：不等速万向节（十字轴式）刚性万向节准等速万向节（三销式、双联式）等速万向节（球叉式、球笼式）柔性万向节第二节万向节后轮驱动一、普通十字轴式不等速万向节为了减少摩擦和磨损，设有滚针和套筒组成的滚针轴承。为了防止轴承脱出，有锁片。为了润滑轴承，十字轴作成中空的。为了防止润滑油漏出及污染，有油封。为了防止润滑油压过大，设有安全阀。滚针轴承轴向定位方式：盖板式、瓦盖式、U型螺栓式、卡圈定位式。油嘴安全阀十字轴油封滚针套筒轴承盖万向节叉结构：两个万向节叉、十字轴、轴承1.普通十字轴式不等速万向节十字轴（1）单个万向节传动的不等速性——是指从动轴在转一圈内，其角速度时而大于主动轴的角速度，时而小于主动轴的角速度的现象。①当主动叉在垂直平面内时：VA=1·r=2·rcos1=2cos21从动轴转速大于主动轴转速。②当主动叉在水平平面内时：VB=2·r=1·rcos2=1cos21从动轴转速小于主动轴转速。2.十字轴万向节的传动特性万向节单个十字轴式万向节，当主动叉轴以等角速旋转时，从动叉轴是不等角速的，其角速度ω2在ω1/cosα≥ω2≥ω1cosα范围内变化，变化的周期为180°。且从动叉轴不等速程度随轴间夹角α的加大而加大。我们把单个十字轴式万向节的这种运动特性称之为不等角速性。传动的不等速性是指从动轴在转动一周内其角速度不均匀而言的。单个十字轴万向节的不等速性危害：会使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动，产生附加的交变载荷及振动噪声，影响零部件使用寿命。为避免这一缺陷，在汽车上均采用两个普通万向节，且中间以传动轴相连，利用第二个万向节的不等速效应来抵消第一个万向节的不等速效应，从而实现输入轴与输出轴等角速传动。（2）十字轴万向节等速传动条件同时必须满足两个条件：（1）第一个万向的两轴间的夹角与第二个万向的两轴间的夹角相等，即α1=α2（2）传动轴两端的万向节叉处于同一平面内。α1α2不等速特性曲线满足上述两条件的等速传动有两种排列方式(a)所示：平行排列(b)所示：等腰三角形排列二、准等速万向节——根据两个普通万向节实现等速传动的原理设计而成的，只能近似地实现等速传动的万向节。双联式万向节α1α2原理：是一套传动轴长度缩短至最小的双万向节等速传动装置特点：双联叉相当于两个在同一平面上的万向节叉;装有分度机构。三销式万向节是双联万向节演变而来的。结构特点：主、从动偏心轴叉分别与转向驱动桥的内、外半轴制成一体叉孔中心与叉轴中心线互相垂直但不相交两叉由两个三销轴连接三销轴大端中心线与小端轴颈中心线重合靠近大端两侧有两轴颈，其中心线与小端轴颈中心线垂直并相交三销轴三销轴主动偏心轴叉从动偏心轴叉准等速万向节特点：允许相邻两轴有较大的交角，最大可达45°。采用此万向节的转向驱动桥可使汽车获得较小的转弯半径，提高了汽车的机动性。三、等角速万向节原理:使传力点始终位于两轴夹角的平分面上与大小相同的锥齿轮传动原理相同∵r、α/2相同∴V1=V2=VP∴ω1=ω2形式：球叉式、球笼式。/2/2OP两齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角的平分面上，P点两齿轮的圆周速度始终相等。1.球叉式等角速万向节主、从动叉分别与内外半轴制成一体；主、从动叉上各有四个曲面凹槽；四个传力钢球，一个定心钢球;一个锁止销,一个定位销.（1）球叉式万向节构造主动叉从动叉定位销锁止销中心钢球传动钢球前轮驱动（2）球叉式万向节等速传动原理原理:主、从叉曲面凹槽的中心线分别是以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α的平分面上，因而保证了等速传动。特点：结构简单、能等角速传动、最大夹角32～38°；但正反转只有两个刚球受力，磨损快。应用：中、小型越野汽车转向驱动桥上。（3）球叉式万向节的特点2.球笼式等速万向节球笼式万向节按其内、外滚道结构不同又分为RF型球笼万向节、球笼式双补偿万向节和VL型球笼万向节等多种。（1）RF型球笼万向节主要由内球座（星形套）、球笼、碗形外球座及钢球等组成。奥迪100型和上海桑塔纳轿车半轴外万向节所采用的RF型球笼万向节的结构。球笼式等速万向节结构：钢球主动轴星形套（内滚道）球笼（保持架）球形壳（外滚道）外罩主动轴球形壳星形套钢球保持架球笼式万向节的等速性原理：当中段半轴(主动轴)和外球座轴(从动轴)之间夹角α发生变化时，传力钢球中心始终位于两轴交角的平分面上，并且到两轴线的距离相等，△COA≌△COB,从而保证了主、从动轴以相等的角速度旋转。特点：正反转六个钢球全部参加工作，因而磨损小，寿命长，承载能力强。最大夹角42～47°，灵活性好。应用：广泛用于转向驱动桥上。（2）球笼式双补偿万向节结构：球笼式双补偿万向节又称球笼式万向节滑动式。原理：外球座4为圆筒形，内、外滚道是与轴线平行的直线凹槽(即圆筒形)。在传递转矩过程中，内球座2与外球座4可以相对轴向移动。球笼3的内外球面在轴线方向是偏心的，内球面中心B与外球面中心A分别位于万向节中心O的两边，且OA=OB。同样，钢球中心C到A、B的距离相等，以保证万向节做等角速传动。特点：万向节能轴向相对移动，可省去万向传动装置中的滑动花键等伸缩机构，使结构简化，与滑动花键相比滚动阻力小，磨损轻，寿命长（六个钢球都受力）。应用：适用于断开式驱动桥上。（3）VL型万向节结构：奥迪100型和上海桑塔纳轿车转向驱动桥半轴内万向节(靠近主减速器处)所采用的VL型球笼式万向节。VL型球笼式万向节又称为伸缩型等速万向节。原理：内、外滚道为圆筒形，且内、外滚道不与轴线平行，而是以相同的角度相对于轴线倾斜着。同一零件上相邻的两条滚道的倾斜方向相反，形成“V”形。装合后，同一轴向位置内、外滚道的倾斜方向刚好相反，即对称交叉，而钢球则处于内外滚道的交叉部位。当内半轴与中半轴以任意夹角相交时，所有传动钢球都位于轴间交角的平分面上，从而实现等角速传动。特点：在动力传递过程中，内、外球座可以沿轴向相对移动（伸缩量45mm）。省去了万向传动装置中的滑动花键。最大夹角15～21°，寿命长，强度高（六个钢球都受力）。应用：使用于断开式驱动桥上。3.三叉式等速万向节如图为三叉式等速万向节(也称三角式万向节)。它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8、10、12紧固。三叉式等速万向节结构简单，磨损小，并且可以轴向伸缩，在轿车中的应用也逐渐增多。四、挠性万向节它依靠其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。弹性件采用橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈等结构。因弹性件的弹性变形有限，故柔性万向节适用于两轴间夹角不大(3°～5°)和微量轴向位移的万向传动装置。有的汽车发动机与变速器之间、变速器与分动器之间装有柔性万向节，以消除制造安装误差和车架变形对传动的影响。挠性万向节挠性万向节弹性连接件弹性连接件上海SH380A自卸车的挠性万向节作用：把变速器的动力传给驱动桥。结构：空心、壁厚均匀的钢管。（1.5～3.0mm）安装：注意安装标记，满足动平衡要求。第三节传动轴与中间支承中间支承传动轴油封U型支架蜂窝形橡胶垫注油嘴轴承轴承座EQ1090E型汽车传动轴中间支承(1)传动轴功用：通常用来连接变速器（或分动器）和驱动桥，在转向驱桥和断开式驱动桥中，则用来连接差速器和驱动桥。结构：传动轴有实心轴和空心轴之分，一般多为空心轴，都用薄钢板卷焊而成.为了实现传动轴长度的变化，由滑动叉和花键轴组成的滑动花键连接。为了保证装配位置正确，有箭头记号。装配完成后应进行动平衡试验。为了减少摩擦，加装有油嘴、油封、堵盖和防尘套。为了防止共振，将长轴分成两段。传动轴四驱传动轴2.中间支承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。功用：对传动轴起支承作用，并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。类型：常见的有双列圆锥滚子轴承式中间支承、摆动中间支承、蜂窝软垫式中间支承和轴式中间支承。传动轴和中间支承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-装配位置标记橡胶垫环作为轴向和角度误差的补偿元件。轴承盖上有黄油嘴，应朝向传动轴，且向下。摆动式中间支承，可改善轴承的受力情况。用于非贯通式后桥传动轴支承。第四节万向传动装置的拆装与调整一、万向传动装置的拆卸拆卸传动轴之前，车辆应用举升机举起或停在水平路面上（楔住前后轮），在每个万向节凸缘上做好记号，以便原位装复。否则会破坏传动轴平衡。拆卸时，应从传动轴后端与驱动桥开始。先把与后桥凸缘连接的螺栓拧松取下，然后将与中间传动轴凸缘连接的螺栓拧下，拆下传动轴总成。松开中间支承支架与车架的连接螺栓，最后松下前端凸缘盘，拆下中间传动轴。2)用手托住传动轴，用手锤轻轻敲击万向节叉孔外侧，使轴承壳脱出。1)分解万向节时，拧下固定螺栓，取下锁片及盖板;万向节分解万向传动装置在使用过程中，会出现各种损伤，尤其是那些传动轴管长度大，工作条件恶劣、润滑条件极差，行驶在不良的道路上的汽车，冲击载荷的峰值往往会超过正常值的一倍以上，以致造成万向传动装置的弯曲、扭转和磨损逾限，产生振动异响等故障，破坏万向传动装置的动平衡特性、速度特性，使万向传动装置技术状况变差，传动效率降低，从而影响汽车的动力性和经济性。二、万向传动装置的检修万向传动装置的维护一级维护应进行润滑和紧固作业。对万向节的十字轴、传动轴滑动叉、中间支承轴承等加注润滑脂（通常为锂基2号润滑脂）；检查传动轴各部螺栓和螺母的紧固情况，特别是万向节叉突缘连接螺栓和中间支承支架的固定螺栓等，应按规定的力矩拧紧。二级维护应检查十字轴轴承的间隙。十字轴轴承的配合应用手不能感觉出轴向移动量。对传动轴中间支承轴承，应检查其是否松旷及运转中有无异响，当其径向松旷超过规定或拆检轴承出现粘着磨损时，应更换中间支承轴承。传动轴的检修传动轴的主要损伤形式有弯曲、凹陷或裂纹等。主要检修以下几个方面：（1）传动轴轴管不得有裂纹及严重的凹瘪。否则应更换传动轴。（2）检查传动轴弯曲程度，用Ｖ形铁架起传动轴，使其水平，而后旋转，用百分表在轴的中间部位测量。径向全跳动公差应符合厂家的规定。否则应更换或校正传动轴。（3）检查中间传动轴支承轴颈的径向圆跳动公差不应超过0.10m。否则应更换或镀络修复。（4）检查传动轴花键与滑动叉花键、突缘叉与所配合花键的间隙：轿车应不大于０.15mm，其它类型的汽车应不大于0.30mm，装配后应能滑动自如。若超差则应更换传动轴或滑动叉。万向节叉、十字轴及轴承的检修（1）检查万向节叉和十字轴不得有裂纹，否则应更换。（2）检查十字轴颈表面，若有疲劳剥落，磨损沟槽或滚针压痕深度在0.10mm以上时，应换新。（3）检查出滚针轴承的油封失效，滚针断裂、轴承内圈有疲劳剥落时，应换新。（4）检查十字轴与轴承