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1、第十三章　萬向傳動裝置 13。１　概述 ２ 13。２ 萬向節(jié)?3 13．3 傳動軸與中間支承?7 學習目標：　 1。掌握十字軸式剛性萬向節(jié)的結構和特性； ?2。掌握準等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)的結構類型; 3．掌握傳動軸的結構特點； ?4．了解傳動軸的布置型式及萬向節(jié)的裝配特點。 學習方法： 介紹典型萬向節(jié)的結構特點，通過實物和多媒體課件動態(tài)演示相結合,并和汽車拆裝與調整實踐教學相輔相承，使學生掌握各萬向傳動裝置的結構特點。 學習內容： §1３.1 概述 ?§13.2 萬向節(jié) §13．3 傳動軸與中間支承 學習重點： 1．十字軸式萬

2、向節(jié)； 2　準等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)的結構類型； 3.傳動軸的布置型式及萬向節(jié)的裝配特點。 作業(yè)習題： 1.汽車傳動系中為什么要設萬向傳動裝置？該裝置由哪幾部分組成？ 2。萬向節(jié)可分為哪幾種類型? ３．試述十字軸式萬向節(jié)傳動的不等速性,如何實現(xiàn)等速傳遞？?4.上海桑塔納轎車采用哪些結構型式的萬向節(jié)?各有何特點？?5.簡述依維柯汽車傳動軸的構造，裝配時有哪些要求?為什么？ ６.為什么要設中間支承?它有哪幾種類型? 1３。1　概述 萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有的還設置有中間支承.萬向傳動裝置的功用是能在軸間夾角及相互位置經(jīng)常變化的兩轉軸之間傳遞動力。

3、 萬向傳動裝置在汽車上應用廣泛,主要應用在以下幾個方面：如圖１3—１－1 １3。2 萬向節(jié) 萬向節(jié)的功用是保證不在同一軸線上的兩軸之間可靠地傳遞動力。萬向節(jié)按其剛度的大小分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。前者是靠剛性鉸鏈式零件傳遞動力，其彈性較小;而后者則是靠彈性元件傳遞動力,其彈性較大,且具有緩沖減振作用，汽車上普遍采用剛性萬向節(jié)。根據(jù)其輸出軸和輸入軸軸線夾角大于零時傳動的瞬時角速度是否相等，剛性萬向節(jié)又分為不等速萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)等。 　１3。2.1　十字軸式剛性萬向節(jié)（不等速萬向節(jié)） 十字軸式剛性萬向節(jié)是目前汽車上應用最廣泛的一種萬向節(jié)，它允許兩軸在夾角不大于

4、15°～20°的情況下工作。 ?。?1 )　十字軸式剛性萬向節(jié)構造? 如圖1３-2－1 所示，十字軸式剛性萬向節(jié)主要由萬向節(jié)叉和、十字軸及軸承等組成。兩個萬向節(jié)叉軸分別與主、從動軸相連，其叉形上的孔分別活套在十字軸的兩對軸頸上.當主動軸轉動時,從動軸既能隨之轉動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。為了減小摩擦和磨損,提高傳動效率，在十字軸軸頸和萬向節(jié)叉孔之間裝有由滾針和套筒組成的滾針軸承，并用軸承蓋定位、螺釘緊固，然后用鎖片將螺釘鎖緊。為了潤滑軸承，十字軸內鉆有互相貫通的油道，并與潤滑脂嘴、安全閥及四個軸頸外端面相通。軸頸端面上加工有徑向凹槽，從潤滑脂嘴注入的潤滑脂通過油道、軸頸端

5、部凹槽進入軸承的工作面.為防止?jié)櫥瑥妮S承內端溢出及外面塵垢進入軸承，在十字軸軸頸上套裝有帶金屬殼的毛氈油封。在十字軸中部裝有安全閥,當十字軸內腔的潤滑脂壓力超過允許值時,安全閥即頂開使油脂外泄，避免因油壓過高而損壞油封。近年來在十字軸式剛性萬向節(jié)上多采用橡膠油封,其密封性能好,且當十字軸內腔潤滑脂壓力超過允許值時，潤滑脂即從油封與軸頸配合面溢出,故可以不裝設安全閥。? ? ?。?2　)十字軸式剛性萬向節(jié)的速度特性 普通的萬向節(jié)傳動，其主動叉是等速傳動的，從動叉是不等速的,當主動叉軸以等角速轉動時,從動叉軸是不等角速轉動的，即主動軸與從動軸的瞬時角速度不相等。這就是十字軸式剛性萬向

6、節(jié)的速度特性　-　傳動的不等速性。從動軸角速度的變化以 180°為一個周期,在 1８０°內時快時慢,且不等速程度隨軸間夾角 α 的增大而增大,但兩軸的平均速度相等。所謂“傳動的不等速性”是指從動軸在轉動一周內其角速度不均勻而言. 　單十字軸式剛性萬向節(jié)的不等速性，將使從動軸及與其相連的傳動部件產(chǎn)生扭轉振動,從而產(chǎn)生附加交變載荷，加劇零件的損壞。從上述分析可以知道，若采用兩個十字軸式剛性萬向節(jié),中間以傳動軸相連接，利用第二個萬向節(jié)的不等速效應抵消第一個萬向節(jié)的不等速效應,從而實現(xiàn)兩軸間的等速傳動,因此，要滿足等速轉動，必須滿足以下兩個條件：? 　 a．　傳動軸兩端的萬向節(jié)叉處于同一平

7、面內;?? 　b。 第一個萬向節(jié)兩軸之間的夾角　α1 與第二個萬向節(jié)兩軸之間的夾角 α2　相等。 ?　 1３．２．2　準等速萬向節(jié) ? 　準等速萬向節(jié)實際上是根據(jù)兩個十字軸式剛性萬向節(jié)實現(xiàn)等速傳動的原理設計而成的，只能近似地實現(xiàn)等速傳動,所以稱為準等速萬向節(jié)。其結構型式有雙聯(lián)式、三銷軸式?！? ?　　雙聯(lián)式萬向節(jié)是將按等速排列雙十字軸萬向節(jié)中的傳動軸長度縮短至最小而得到的一種萬向節(jié)。雙聯(lián)叉即相當于處于同一平面上的兩個萬向節(jié)叉及傳動軸。欲使軸　1 和 ２　的角速度相等，應保證兩軸間的夾角相等,即 ａ l ＝ a 2 。為此，有的雙聯(lián)式萬向節(jié)的結構中裝有分度機構,以使雙聯(lián)叉的軸線平分所連二軸

8、的夾角。?? ?。ā。?）雙聯(lián)式?　 雙聯(lián)式萬向節(jié)可使兩軸之間有較大的夾角，并具有結構簡單、制造方便、工作可靠等特點，因此在轉向驅動橋中應用較廣泛。北京切諾基、延安 ＳX21５0 、斯泰爾等汽車均采用了這種結構。 ?　?。?2?。┤N軸式? 　三銷軸式萬向節(jié)主要由主動偏心軸叉　、從動偏心軸叉 、兩個三銷軸和及六個軸承等組成。主、從動偏心軸叉分別與內、外半軸制為一體,叉孔中心線與叉軸中心線垂直但不相交.三銷軸軸小端軸頸中心線與大端軸承孔中心線重合，裝合時每個三銷軸大端兩側的兩個軸頸與偏心軸叉上的兩個叉孔配合，兩個三銷軸軸小端的軸頸互相插入對方大端的軸承孔內，這樣便形成了 Q l －　Q ｌ

9、 ' 、 R　一 R '、 Q 2 - Q 2 ' 三根軸線。 　 三銷軸式萬向節(jié)最大的特點是允許相鄰兩軸有較大的夾角，最大可達 ４5°, 因此用于轉向驅動橋可獲得大的轉向輪偏轉角.其缺點是結構尺寸大。 ? 3　、等速萬向節(jié)??　 等速萬向節(jié)的基本原理是從結構上保證萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點始終處于兩軸交角的平分面上。這一原理可用一對大小相同的錐齒輪傳動來說明，如 圖1３ - 9 所示。兩齒輪夾角為　α,　兩齒輪嚙合點　P　位于夾角的平分面上，因此兩個齒輪旋轉的角速度也相等。在汽車上采用較廣泛的等速萬向節(jié)有球叉式和球籠式萬向節(jié)。 ?。?1 ）球叉式萬向節(jié) 　 球

10、叉式萬向節(jié)的構造如 圖13—10　所 示，由主動叉、從動叉、四個傳動鋼球、定心鋼球組成.其主、從動叉分別與內、外半軸制為一體，叉內各有四條曲面凹槽，裝合后,形成兩條相交的環(huán)形槽，作為鋼球的滾道，四個傳動鋼球裝于槽中，定心鋼球裝在兩叉中心凹槽內，以定中心. ?　　球叉式萬向節(jié)結構簡單，允許軸間最大交角為 32° ~　33°　。但由于工作時只有兩個傳動鋼球傳力，而另兩個鋼球則在反轉時傳力，因此鋼球與滾道之間接觸壓力大,磨損快,影響其使用壽命.所以通常用于中、小型越野汽車轉向驅動橋。? 　　 （ 2 ）球籠式萬向節(jié)　 籠式碗形萬向節(jié)的構造 如 圖13—12 所示，主要由內球座、球籠

11、、碗形外球座及鋼球等組成。內球座通過花鍵與中半軸相連接，用卡環(huán)、隔套和碟形墊圈（軸向彈性)軸向限位。內球座的外表面有有六條曲面凹槽，形成內滾道.外球座與帶花鍵的外半軸制為一體,內表面制有相應的六條曲面凹槽,形成外滾道.球籠上有六個窗孔.裝合后六個鋼球分別裝于六條凹槽中，并用球籠使之保持在一個平面內.動力由中段半軸傳至內球座，經(jīng)六個鋼球、外球座及外半軸傳給轉向驅動輪.? 這種萬向節(jié)允許在軸間最大交角為　42　° 的情況下傳遞轉矩,且在工作時，無論傳動方向如何,所有鋼球全都傳力。與球叉式萬向節(jié)相比,其承載能力大，磨損小面，結構緊湊,拆裝方便,因此應用愈來愈廣泛。 １３.3　傳動軸與中間支承

12、 1３．3。1傳動軸 　 　 傳動軸是萬向傳動裝置中的主要傳力部件。通常用來連接變速器（或分動器）和驅動橋，在轉向驅動橋和斷開式驅動橋中，則用來連接差速器和驅動輪?！? 為了減輕傳動軸的質量，節(jié)省材料，提高軸的強度、剛度及臨界轉速,傳動軸多為空心軸，一般用厚度為 1 .　5mm ～ 3 ．?。癿m 且厚薄均勻的鋼板卷焊而成。由于傳動軸所連接的兩部分的相對位置經(jīng)常變化,為避免運動干涉，前傳動軸上設有由滑動叉和花鍵軸組成的滑動花鍵連接,使傳動軸的長度能隨傳動距離的變化而伸縮。傳動軸在工作過程中處于高速旋轉狀態(tài),其轉速和所傳遞的轉矩都在不斷發(fā)生變化.為了避免由于離心力引起傳動軸的振動.在

13、傳動軸和萬向節(jié)裝配后,必須進行平衡試驗以滿足不平衡的要求.因此，在有的傳動軸上貼焊有平衡片。平衡后在滑動花鍵部分還制有箭頭標記，以便拆裝時保持二者的相對位置。為了減輕花鍵處的摩擦和磨損,還在花鍵套上裝有滑脂咀、油封和防塵罩等,可對花鍵部位進行潤滑并保持清潔。由于萬向傳動裝置中潤滑脂嘴較多，為了加注潤滑脂方便，裝配正確的萬向傳動裝置應保證所有潤滑脂嘴處于同一條母線上，且十字軸上的潤滑脂嘴指向傳動軸. １3.３。2傳動軸的布置型式及萬向節(jié)的裝配特點 　　由于驅動橋與車架是彈性連接的，所以采用十字軸式萬向節(jié)所組成的萬向傳動裝置不可能在任何情況上都保證等速傳動?？紤]到汽車滿載時傳動系負荷已很大

14、，此時應盡量減小傳動的不等速程度,以減小慣性附加負荷；而輕載或空載時，傳動系負荷小，傳動軸的扭轉變形小，可利用其進一步的彈性變形來吸收因傳動的不等速性而產(chǎn)生的沖擊負荷,因此，傳動軸的布置及其萬向節(jié)的裝配應首先盡量保證汽車滿載時為等速傳動。 1３。３．３中間支承 　　傳動軸分段時需加設中間支承，中間支承除對傳動軸起支承作用外,還應能補償傳動軸軸向和角度方向的安裝誤差，以及汽車行駛過程中由于發(fā)動機竄動或車架變形等引起的位移。 　　普通中間支承通常用彈性元件來滿足上述要求，它主要由軸承及其帶油封的蓋、支架和使軸承與車架間成彈性連接的彈性元件所組成。由于采用彈性支承，傳動軸可在一定范圍內向任意方向擺動，并能隨軸承一起作適當?shù)妮S向移動，因此能有效地補償安裝誤差及軸向位移.此外,還可以吸收振動、減少噪聲傳導等。這種支承結構簡單，效果良好，應用較廣泛。依維柯汽車即采用這種形式. 不足之處，敬請諒解 7 / 7