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1、第五章 萬向傳動裝置 MSE 120 - 1999 教學(xué)目標(biāo) 41. 萬向傳動裝置的功用及組成。 42. 能夠正確認(rèn)識常見的萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)特點。 43. 能夠正確認(rèn)識傳動軸的結(jié)構(gòu)特點。 MSE 120 - 1999 教學(xué)內(nèi)容 4第一節(jié) 萬向傳動裝置概述 4第二節(jié) 萬向節(jié) 4第三節(jié) 傳動和中間支撐軸 MSE 120 - 1999 第一節(jié) 概 述 4功用 由于總體布置上的需要，在工程機械傳動裝置中 都裝有萬向傳動裝置。其功用主要適用于兩軸不同心 或有一定夾角的軸間，以及工作中相對位置不斷變化 的兩軸間傳遞動力。 MSE 120 - 1999 應(yīng)用實例 MSE 120 - 1999 應(yīng)用實例一 4變速

2、器與驅(qū)動橋之間 MSE 120 - 1999 應(yīng)用實例二 4變速器與分動器，分動器與驅(qū)動橋之間 MSE 120 - 1999 應(yīng)用實例三 4轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的內(nèi)、外半軸之間 MSE 120 - 1999 應(yīng)用實例四 4斷開式驅(qū)動橋的半軸之間 MSE 120 - 1999 應(yīng)用實例五 4轉(zhuǎn)向機構(gòu)中的轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間 MSE 120 - 1999 萬向傳動裝置的組成 4組成 萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成。 MSE 120 - 1999 第二節(jié) 萬向節(jié) 4一、萬向節(jié)的分類 萬向節(jié)是實現(xiàn)變角度動力傳遞的機件，用于需要改 變傳動軸線方向的地方。按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否 有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)和

3、撓性萬向節(jié)兩類。 剛性萬向節(jié) 不等速萬向節(jié) 等速萬向節(jié) 準(zhǔn)等速萬向節(jié) 十字軸式 三銷軸式、雙聯(lián)式 球叉式、球籠式 MSE 120 - 1999 不等角速萬向節(jié) 4下圖為普通十字軸式剛性萬向節(jié)，普通十字剛性萬向 節(jié)一般由一個十字軸，兩個萬向節(jié)叉和四個滾針軸承 組成。 MSE 120 - 1999 不等角速萬向節(jié) 結(jié)構(gòu)特點:1、軸承定位2、蓋板3、擋圈式 MSE 120 - 1999 不等角速萬向節(jié) 1-軸承蓋；2、6-萬向節(jié)叉；3-油嘴；4-十字軸； 5-安全閥；7-油封；8-滾針；9-套筒 十字軸式剛性萬向節(jié) MSE 120 - 1999 不等角速萬向節(jié) 軸承潤滑 油嘴 十字軸中空 軸端凹槽

4、密封裝置 油封 十字軸潤滑油道及密封裝置 1-油封擋盤；2-油封；3-油封座；4-注油嘴 MSE 120 - 1999 普通十字軸萬向節(jié)傳動特性分析 主動叉在垂直位置， 十字軸平面與主動軸 垂直時的情況如圖a所 示；主動叉在水平位 置，十字軸平面與從 動軸垂直時的情況如 圖b所示；普通十字 軸萬向節(jié)傳動的不等 速性，將使從動軸及 與它相連的傳動件產(chǎn) 生扭動，從而產(chǎn)生附 加的反復(fù)載荷。 MSE 120 - 1999 準(zhǔn)等角速萬向節(jié) 準(zhǔn)等角速萬向節(jié) 雙聯(lián)式等角速萬向節(jié) 三銷式等角速萬向節(jié) MSE 120 - 1999 雙聯(lián)式等角速萬向節(jié) 在萬向節(jié)6的內(nèi)端有球頭，在萬向節(jié)叉1內(nèi)端則壓配有導(dǎo)向套2，球

5、 碗放于導(dǎo)向套內(nèi)，被彈簧壓向球頭。在兩軸交角為0時，球頭與球 碗的中心與兩十字軸中心O1、O2的連線中點重合，當(dāng)萬向節(jié)叉6相 對萬向節(jié)叉1在一定角度范圍內(nèi)擺動時，如果球頭與球碗的中心能 沿兩十字軸中心連線的中垂線移動，就能夠滿足a1=a2的條件。 雙聯(lián)式等角速萬向節(jié) 1、5軸 2復(fù)式叉 3十字軸 4球銷 MSE 120 - 1999 雙聯(lián)式等角速萬向節(jié) 實際上是一套傳動軸長度 縮減至最小的雙十字軸萬向 節(jié)等速傳動裝置。 雙聯(lián)叉相當(dāng)于兩個在同一 平面上的萬向節(jié)叉。 欲使主動軸和從動軸角速 度相等，應(yīng)保證雙聯(lián)叉的對 稱線平分所連兩軸的夾角。 MSE 120 - 1999 三銷式等角速萬向節(jié) 雙十字

6、軸萬向節(jié)的另一種形式，它將兩個十字軸轉(zhuǎn)化 為兩個三銷軸插在一起，取消了中間架。輸入叉和輸 出叉變成了偏心軸叉。 最大的特點是允許相鄰兩軸有較大的交角。 三銷式等角速萬向節(jié) 1主動叉2、4三銷軸 3從動叉 5卡環(huán) 6軸承座 7襯套 8墊圈 9罩 10止推墊片 MSE 120 - 1999 4三銷式等角速萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)與工作原理圖。它也是把普通雙萬 向節(jié)的中間軸盡量縮短而實現(xiàn)等角速傳動的。它主要由2個偏心 軸叉1、3，2個三銷軸2、4和6個軸承及密封件等組成。主、從 動軸叉分別與轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的內(nèi)、外半軸制成一體，叉孔中心線 與軸中心線互相垂直但不相交，即空間垂直（故稱為偏心軸叉 ），兩叉由2個三銷軸連

7、接。三銷軸的大端有一穿通的軸承孔， 其中心線與小端軸頸中心線相重合，靠近大端兩側(cè)有兩軸頸， 其中線與小端軸頸中心線垂直并相交。裝配時每一偏心軸叉的 兩叉孔與1個三銷軸的大端兩軸頸配合，而后2個三銷軸的小端 軸頸相互插入對方的大端軸承孔內(nèi)。 4三銷式等角速萬向節(jié)的主要優(yōu)點是允許相鄰兩軸的交角較大（ 可達(dá)45度），使轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋有較大的轉(zhuǎn)向角，從而使輪式車輛 獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，提高了車輛的機動性，其缺點是外形尺 寸較大。 三銷式等角速萬向節(jié) MSE 120 - 1999 等角速萬向節(jié) 等角速萬向節(jié) 球叉式等角速萬向節(jié) 球籠式等角速萬向節(jié) MSE 120 - 1999 等角速萬向節(jié) 等速萬向節(jié)的基本

8、原理：從結(jié)構(gòu)上保證萬向節(jié)在工作過程 中，其傳力點永遠(yuǎn)位于兩軸交點的平分面上。 MSE 120 - 1999 球叉式等角速萬向節(jié) 球叉式等角速萬向節(jié) 1中心鋼球 2傳動鋼球 3主動叉 4從動叉 5定位銷 6鎖止銷 7半軸 8半軸花鍵 主動叉3與從動叉4分別與內(nèi)外半軸制成一體。在主、從動叉上各有4個曲面凹槽，組 合后形成2個相交的環(huán)形槽，作為傳動鋼球2的滾道。4個傳動鋼球放在槽中，鋼球1（ 又稱分度球）放在兩叉中心的凹槽內(nèi)起定心作用。為能較順利地將第4個傳動鋼球裝 入凹槽內(nèi)，在中心鋼球上銑出一個凹面，凹面中央有一深孔。組裝時先將定位銷5裝 入從動叉內(nèi)，放入中心鋼球，然后在兩球叉槽內(nèi)陸續(xù)放入3個傳動

9、鋼球，再將中心鋼 球的凹面對準(zhǔn)未放鋼球的凹槽，以便放入第4個傳動鋼球。而后再將中心鋼球的孔對 準(zhǔn)從動叉孔，提起從動叉，使定位銷插入球孔內(nèi)， MSE 120 - 1999 球叉式等角速萬向節(jié) 最后將鎖止銷6插入從動叉上與定位銷垂直的孔中，以限制定位銷軸向移動，保證中 心鋼球的正確位置。這種結(jié)構(gòu)的等角速條件是主動叉和從動叉凹槽的中心線是以O(shè)1和 O2為圓心的兩個半徑相等的圓，而圓心O1和O2與萬向節(jié)中心O的距離相等。因此， 在主動軸和從動軸處于任何情況下都可保證傳動鋼球位于兩圓的交點上，即所有傳動 鋼球都位于此交角平分面上，因而保證了等角速傳動。這種萬向節(jié)在工作時只有2個 鋼球參與傳力，反轉(zhuǎn)時是另

10、外2個鋼球參與傳力。因此，鋼球與曲面凹槽之間的壓力 較大，容易磨損，并且使用中鋼球有脫落的可能，曲面凹槽加式也較復(fù)雜。其優(yōu)點是 結(jié)構(gòu)緊湊，允許相鄰兩軸交角較大（32-33度）。 MSE 120 - 1999 球籠式等角速萬向節(jié) MSE 120 - 1999 球籠式等角速萬向節(jié) MSE 120 - 1999 球籠式萬向節(jié)結(jié)構(gòu) 1-主動軸 2-保持架（球籠）3-鋼球 4-星形套 （內(nèi)滾道）5-球形殼（外滾道） O：萬向節(jié)中心 A：外滾道中心 B：內(nèi)滾道中心 C：鋼球中心 a:兩軸夾角（指鈍角） 球籠式等角速萬向節(jié) MSE 120 - 1999 撓性萬向節(jié) 撓性萬向節(jié)由橡 膠將主動軸交叉 連接而成，

11、依靠 橡膠件的彈性變 形來實現(xiàn)小角度 夾角（3度-5度） 和微小軸向位移 的萬向傳動。它 具有結(jié)構(gòu)簡單、 無需潤滑、能吸 收傳動系中的沖 擊載荷和衰減扭 轉(zhuǎn)振動等特點。 1-連接螺栓；2-橡膠件；3-中心鋼球； 4-黃油嘴；5-傳動凸緣；6-球座 MSE 120 - 1999 第三節(jié) 傳動軸和中間支撐 傳動軸是萬向傳動裝置的另一組成部分，由于它所連接 的兩部件間的距離長，自身的轉(zhuǎn)速高，并且所連接的兩 部件間相對位置經(jīng)常變化。因此，要求傳動軸的工作長 度也能相應(yīng)地變化，剛度大，動平衡精度高，以保證動 力的正常傳遞。 1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊4-萬向節(jié)叉5-加油嘴6- 伸縮套7-滑動花鍵槽8-

12、油封9-油封蓋10-傳動軸管 MSE 120 - 1999 傳動軸的特點 41、廣泛采用空心傳動軸。可具有較大的剛度，并且質(zhì)量小，節(jié)約鋼材。 42、傳動軸的質(zhì)量要分布均勻。因傳動軸轉(zhuǎn)速較高，為避免離心力作用而引起劇烈 的振動，通常用鋼板卷制對焊成形（無縫鋼管壁厚不易保證均勻，故通常不采用 ），與萬向節(jié)裝配后進行動平衡試驗，用焊平衡片4的辦法，提高其動平衡精度， 然后在萬向節(jié)叉和傳動軸上刻上記號，以便拆裝時保持兩者原來的相對位置，即 保持其動平衡精度。 43、傳動軸的一端焊有實花鍵軸，以實現(xiàn)傳動軸的伸縮?；ㄦI長度使傳動軸在各種 工作情況下既不脫開，又不頂死。為了潤滑花鍵，通過油嘴定期地注入潤滑油

13、， 用油封蓋密封。為了便于加注潤滑油，傳動軸及十字軸上的油嘴應(yīng)在同一平面上 。傳動軸花鍵處需加一防塵套。防塵套上的兩個卡箍的開口銷位置應(yīng)相隔180度， 以保證傳動軸運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 MSE 120 - 1999 傳動軸的特點 44、傳動軸分成兩根或三根短軸，中 間加支承點。有的工程機械，變速 器到驅(qū)動橋之間距離較長，如果用 一根傳動軸，因其過長容易引起劇 烈振動。為此，傳動軸分成兩根或 三根短軸，中間加支承點，把中間 支承由支架10和滾動軸承8等組成， 支架固定在車架上，軸承裝在支架 內(nèi)，軸承與支架之間有一橡膠墊環(huán)7 。當(dāng)車輛行駛中發(fā)生顛簸時，利用 橡膠墊環(huán)的彈性變形作用，使中間 傳動軸的轉(zhuǎn)動不受車

14、架變形的影響 。CA1091型傳動軸分為兩節(jié)，設(shè)一 中間支承。其目的是減小后傳動軸 的長度，增加傳動軸的扭轉(zhuǎn)剛度， 使傳動軸工作更平穩(wěn)。另外，也是 為了改善變速器第二軸后軸承的負(fù) 荷。因為當(dāng)后輪跳動時，傳動軸就 以第一個萬向節(jié)為跳動支點，使第 一個萬向節(jié)受到軸向及徑向負(fù)荷， 并傳給變速器第二軸承。由于傳動 軸中有伸縮節(jié)，所以軸向負(fù)荷減小 ，采用傳動軸中間支承以承受徑向 負(fù)荷，從而改善了變速器第二軸后 軸承的工作條件。 傳動軸 1接叉 2十字軸3軸管 4平衡片5、12、15油 封 6、9、17軸承蓋 7墊圈 8軸承 10支架 11滑動叉 13軸管 14鎖片 16滾針軸承 18蓋 MSE 120 - 1999 傳動軸的特點 5、為了減少花鍵軸和套管叉之間的磨擦損失，提高傳動效率，近年來有些 工程機械已用滾動花鍵來代替滑動花鍵 MSE 120 - 1999 中間支撐 MSE 120 - 1999 理論測試 1、說出下列萬向節(jié)的名稱和基本組成。 1 23 5 4 612 43MSE 120 - 1999 理論測試 2. 下面哪種布置型式是正確的？ (a)(b) MSE 120 - 1999