万向传动装置

第六章万向传动装置•第一节概述•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故障诊断与检修第一节概述•1.万向传动装置的功用及组成•万向传动装置的功用是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。•一般由万向节和传动轴组成。•对于传动距离较远的分段式传动轴，还需设置中间支承。12-4万向传动装置在汽车上的应用P266第二节万向节•刚性万向节：十字轴、准等速、等速万向节。•绕性万向节：柔性万向节。•一、普通十字轴万向节•1.结构：如图、12-2•2.特点：•结构简单•工作可靠•最大夹角15~20°•3.应用：•广泛•4.单个万向节传动的不等速性•传动的不等速性是指从动轴在一圈内，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。P267-3-65P267-3-66•设主动叉轴1以等角速ω1旋转，从动叉轴2与主动叉轴1有一夹角α。其角速度为ω2，十字轴旋转半径OA=OB=r。•当万向节处于如图(a)所示位置时，由于主、从动叉轴在十字轴上A点的瞬时线速度相等，为：•VA=ω1r=ω2rcosα•所以：ω2=ω1／cosα•此时：ω2ω1•当主动叉轴转过90°至如图(b)所示位置时，主、从动叉轴在十字轴上B点的瞬时线速度相等，为：•VB=ω1rcosα=ω2r•所以：ω2=ω1cosα•此时：ω2ω1•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，但要达到这一目的，还必须满足两个条件：•(1)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。•(2)输入轴、输出轴与传动轴的夹角相等，即α1=α2。•P268-3-67••满足上述两条件的等速传动有两种排列方式：平行排列，(a)所示：等腰三角形排列，(b)所示。二、等速万向节•等角速万向节的基本原理：•万向节在工作过程中其传力点始终位于两轴交点的平分面上。•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•P269-3-69•1.球叉式等速万向节•1)结构：如图•2）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。•3）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。•4）应用：中、小型越野汽车转向驱动桥上。2.球笼式等速万向节•1）球笼式碗形万向节•(1)结构：如图为奥迪100型和上海桑塔纳轿车半轴外万向节所采用的碗形球笼式万向节。•P270-3-73•（2）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(如图)，△COA≌△COB,从而保证了主、从动轴以相等的角速度旋转。•（3）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。•（4）应用：广泛用于转向驱动桥上。•12-52）球笼式双补偿万向节•(1)结构：如图•球笼式双补偿万向节又称球笼式万向节滑动式。•（2）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。•（3）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）。•（4）应用：适用于断开式驱动桥上。3）VL型万向节•（1）结构：如图，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。•（2）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，同一周向位置内、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。•（3）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）。•（4）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。12-34.三销轴式准等角速万向节•准等角速万向节是根据两个普通万向节实现等速传动的原理制成的，只能近似实现等角速传动。•1）结构：•它主要由两个偏心轴叉1、3，两个三销轴2、4，六个滑动轴承和密封件等组成。每一偏心轴叉的两叉孔通过轴承和一个三销轴大端的两轴颈配合，两个三销轴的小端轴互相插入对方的大端轴承孔内。•2）用途：•EQ、CQ越野车上。•最大夹角45°5.柔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。如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。第三节传动轴和中间支承•1.传动轴P237-3-79•一般汽车：空心轴（低碳钢板卷制焊接，质量均匀），两端焊有带花键的轴头和万向节叉。•重型车：空心轴（无缝钢管）•断开式驱动桥：实心轴（传递扭矩大）•传动轴和万向节装配后要经过动平衡，故焊有传动片，应按标记安装。•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。•2.中间支承12-7•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。第四节万向传动装置故障诊断与检修•常见故障有：传动轴振动和噪声、起动噪音和滑行异响等。•产生故障原因•变形（弯曲、凹陷），动平衡被破坏•滑磨（花键、万向节）•侵蚀（泥土、灰尘、水等）一、万向传动装置的故障诊断和排除•1.传动轴的振动和噪声•——现象：发生在行驶中，振动与车速成正比关系。•——原因：磨损（万向节、花键）•弯曲•变形•不平衡•松动（连接部件、中间支承）•——排故：检查磨损，超限更换。•检查直线度，超限更换。•平衡检验•检查松动2、起动撞击和滑行异响现象：发生在起步或滑行时。原因：磨损、松动。排故：磨损超限——更换。松动——拧紧。二、万向传动装置的检修•1.传动轴•㈠传动轴弯曲程度检查，见图6-16•规定见表6-1•轿车相应减小0.2mm。•㈡检查传动轴花键与滑动叉的侧隙•轿车≯0.15mm，其他类型的汽车≯0.30mm。2.十字轴万向节:1）万向节和十字轴不得有裂纹，否则应更换。2）十字轴轴径表面剥落、磨损沟槽或压痕＞0.1mm以上，应更换。3）十字轴承磨损检查，见图。轿车＜0.05mm,货车＜0.25mm,否则应更换。4)滚针轴承油封老化、滚针断裂应更换。3.中间支承：轴向间隙＜0.5mm,颈向间隙＜0.05mm。4.等速万向节三、万向传动装置的拆装•拆：从后先前装：从前向后•1.清洗零件：最好用没有清洗，并吹干。•2.核对零件的装配标记：保证同一平面。•3.十字轴安装：黄油嘴应朝向传动轴，且相隔180°•4.中间支承：安装时，边转边紧固。•5.加注润滑脂思考题6•1.图6-3各零件名称。•2.传动的不等速性？•3.实现等速条件应满足什么条件？•4.安装注意事项。