汽車結(jié)構(gòu)第17章-萬(wàn)向傳動(dòng)裝置

1、《汽車構(gòu)造》電子教案第十七章 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置,2024/4/2,第2頁(yè),第十七章 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置,萬(wàn)向傳動(dòng)裝置一般由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還加裝中間支承。汽車上任何一對(duì)軸線相交且相對(duì)位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)力傳遞，均須通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。,2024/4/2,第3頁(yè),a.采用一般由兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)和一根傳動(dòng)軸組成的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置,b.在變速器與驅(qū)動(dòng)橋距離較遠(yuǎn)的情況下。應(yīng)將傳動(dòng)軸分成兩段,c.對(duì)于雙軸驅(qū)動(dòng)的越野汽車,d.在三軸驅(qū)動(dòng)的越野汽車中，

2、中后橋的驅(qū)動(dòng)形式有兩種，即貫通式,e.非貫通式,f.對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋,采用獨(dú)立懸架，則在靠近主減速器處也需要有萬(wàn)向節(jié),g.對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋,前驅(qū)動(dòng)輪用非獨(dú)立懸架，只須在轉(zhuǎn)向輪附近裝一個(gè)萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第4頁(yè),萬(wàn)向傳動(dòng)裝置,萬(wàn)向傳動(dòng)裝置除用于汽車的傳動(dòng)系外，還可用與動(dòng)力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。,第一節(jié) 萬(wàn)向節(jié),第二節(jié) 傳動(dòng)軸和中間支撐,2024/4/2,第5頁(yè),第一節(jié) 萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第6頁(yè),十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié),十

3、字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)可靠，效率高，且允許兩傳動(dòng)軸之間有較大的交角（一般為15º~20º），故普遍用于各類汽車的傳動(dòng)系中。,1.十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)的構(gòu)造及潤(rùn)滑,2.十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的不等速性,3.雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的等速條件,2024/4/2,第7頁(yè),構(gòu)造,十字軸式萬(wàn)向節(jié)的損壞是以十字軸頸和滾針軸承的磨損為標(biāo)志的，因此潤(rùn)滑與密封直接影響萬(wàn)向節(jié)的使用壽命。為了提高密封性能,近年來(lái)在十字軸式萬(wàn)向節(jié)多采用圖17

4、-4所示的橡膠油封。,2024/4/2,第8頁(yè),十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第9頁(yè),十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第10頁(yè),十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第11頁(yè),萬(wàn)向節(jié)中常見(jiàn)的滾針軸承的軸向定位方式,除蓋板式外,還應(yīng)用內(nèi),外擋圈固定式(圖17-5和圖17-6)。其特點(diǎn)是工作可靠，零件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。,2024/4/2,第12頁(yè),十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的不等速性，單個(gè)十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)在輸入軸和輸出軸之間有夾角的

5、情況下，其兩軸的角速度是不相等的。,主動(dòng)叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動(dòng)軸垂直的情況,2024/4/2,第13頁(yè),主動(dòng)叉在水平位置，并且十字軸平面與從動(dòng)軸垂直時(shí)的情況 。當(dāng)主、從動(dòng)叉轉(zhuǎn)到所述位置時(shí)，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速小于主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。,由這兩個(gè)特殊情況的分析可以看出，十字軸式萬(wàn)向節(jié)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速是不相等的。,2024/4/2,第14頁(yè),圖17-7c表示兩軸轉(zhuǎn)角差 隨主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角 的變化關(guān)系。必須注意的是，所謂的

6、“傳動(dòng)的不等速性”，是指從動(dòng)軸在一周中角速度不均而言。而主、從動(dòng)軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動(dòng)軸轉(zhuǎn)過(guò)一周從動(dòng)軸也轉(zhuǎn)過(guò)一周。,單萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等速性，將使從動(dòng)軸及與其相連的傳動(dòng)部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。,兩軸交角 越大，轉(zhuǎn)角差越大，即萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等速性越嚴(yán)重。,2024/4/2,第15頁(yè),雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的等速條件,①第一萬(wàn)向節(jié)兩軸間夾角與第二萬(wàn)向節(jié)兩軸間夾角相等；②第一萬(wàn)向節(jié)的從動(dòng)叉與第二萬(wàn)向節(jié)的主動(dòng)

7、叉處于同一平面內(nèi)。后一條件完全可以由傳動(dòng)軸和萬(wàn)向節(jié)的正確裝配保證。但是，前一條件（ ）只能在采用驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立懸架時(shí)，才有可能通過(guò)整車的總布置設(shè)計(jì)和總裝配工藝的保證來(lái)實(shí)現(xiàn)，,2024/4/2,第16頁(yè),準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié),準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)是根據(jù)上述雙萬(wàn)向節(jié)實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)的原理而實(shí)現(xiàn)的，常見(jiàn)的有雙聯(lián)式和三銷軸式萬(wàn)向節(jié)。,雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié),三銷軸式萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第17頁(yè),雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié),雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)實(shí)際上是一套傳動(dòng)軸長(zhǎng)度縮減至最

8、小的雙萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)裝置。 雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，可以沒(méi)有分度機(jī)構(gòu)，但必須在結(jié)構(gòu)上保證雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)中心位于主銷軸線與半軸軸線的交點(diǎn)，以保證準(zhǔn)等速傳動(dòng)。雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)允許有較大的軸間夾角，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中的應(yīng)用逐漸增多。,2024/4/2,第18頁(yè),雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)實(shí)例,2024/4/2,第19頁(yè),三銷軸式萬(wàn)向節(jié),三銷軸式萬(wàn)向節(jié)是雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)演變而來(lái)的準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。 三銷軸式萬(wàn)向節(jié)

9、的最大特點(diǎn)是允許相鄰兩軸有較大的交角，最大可達(dá)45º。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中采用這種萬(wàn)向節(jié)可使汽車獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，提高汽車的機(jī)動(dòng)性。其缺點(diǎn)是占用空間較大。,2024/4/2,第20頁(yè),球面滾輪式萬(wàn)向節(jié),圖17-11所示為一種得到較廣泛應(yīng)用的球面滾輪式準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。裝在與萬(wàn)向節(jié)軸5制成一體的三根銷軸3上的球面滾輪4，可沿與另一萬(wàn)向節(jié)軸1相連的筒狀體的三個(gè)軸向槽2移動(dòng)，起到伸縮花鍵的作用。三個(gè)球面滾輪與筒狀體的槽壁之間可傳遞轉(zhuǎn)矩。結(jié)

10、構(gòu)上應(yīng)保證沿圓周等分的三個(gè)球面滾輪的軸線始終位于或近似位于萬(wàn)向節(jié)兩軸夾角的等分面上。該萬(wàn)向節(jié)允許的軸間夾角可達(dá)43°。,2024/4/2,第21頁(yè),等速萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第22頁(yè),等速萬(wàn)向節(jié),球籠式萬(wàn)向節(jié),球叉式萬(wàn)向節(jié),等速萬(wàn)向節(jié)基本原理,2024/4/2,第23頁(yè),基本原理,等速萬(wàn)向節(jié)的基本原理是，從結(jié)構(gòu)上保證萬(wàn)向節(jié)在工作過(guò)程中的傳力點(diǎn)永遠(yuǎn)位于兩軸結(jié)交點(diǎn)的平分面上。圖17-12為一對(duì)大小相同的錐齒輪傳動(dòng)示意圖 。,2

11、024/4/2,第24頁(yè),球叉式萬(wàn)向節(jié),球叉式萬(wàn)向節(jié)的構(gòu)造如圖17-13所示。,2024/4/2,第25頁(yè),這種結(jié)構(gòu)的等角速傳動(dòng)原理可按圖17-14來(lái)說(shuō)明,主動(dòng)叉和從動(dòng)叉的中心線是以 為圓心的兩個(gè)半徑相等的圓，而圓心與萬(wàn)向節(jié)中心O的距離相等。因此，在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸以任何角度相交的情況下，傳動(dòng)鋼球中心都位于兩圓的交點(diǎn)上，以即所有傳動(dòng)鋼球都位于角平分面上，因而保證了等角速傳動(dòng)。,2024/4/2,第26頁(yè),球叉式萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)

12、簡(jiǎn)單，允許最大交角為32º—33º，一般應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，如圖17-15所示。,近年來(lái)，有些球叉式萬(wàn)向節(jié)中省去了定位銷和鎖止銷，中心鋼球上也沒(méi)有凹面，靠壓力裝配。這樣，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，但拆裝不便。 球叉式萬(wàn)向節(jié)工作時(shí)，只有兩個(gè)鋼球傳力，反轉(zhuǎn)時(shí)，則由另兩個(gè)鋼球傳力。因此，鋼球與曲面凹槽之間的單位壓力越大，磨損較快，影響使用壽命。,2024/4/2,第27頁(yè),球籠式萬(wàn)向節(jié),2024/4/2,第28頁(yè),球籠式萬(wàn)向節(jié)

13、的等速傳動(dòng)原理,球籠式等角速萬(wàn)向節(jié)在兩軸最大交角47º的情況下，仍可傳遞轉(zhuǎn)矩，且在工作時(shí)，無(wú)論傳動(dòng)方向如何，6個(gè)鋼球全部傳力。與球叉式萬(wàn)向節(jié)相比，其承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，因此應(yīng)用越來(lái)越廣泛 。,2024/4/2,第29頁(yè),,伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)（簡(jiǎn)稱VL節(jié)）的結(jié)構(gòu),伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)（VL節(jié)），在傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋中均布置在靠傳動(dòng)器一側(cè)（內(nèi)側(cè)），而軸向不能伸縮的球籠式萬(wàn)向節(jié)（RF節(jié)）則布置在轉(zhuǎn)向節(jié)處（外側(cè)），,2024/4/2

14、,第30頁(yè),撓性萬(wàn)向節(jié),撓性萬(wàn)向節(jié)依靠其中彈性件變形來(lái)保證在相交兩軸間傳動(dòng)時(shí)不發(fā)生機(jī)械干涉。彈性件可以是橡膠盤(pán)，橡膠金屬套筒，六角形橡膠圈或其他結(jié)構(gòu)形式。由于彈性件的彈性變形量有限，故撓性萬(wàn)向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大（3º—5º）和只有微量軸向位移的萬(wàn)向傳動(dòng)場(chǎng)合。它可以消除制造安裝誤差和車架變形對(duì)傳動(dòng)的影響。此外，它還具有能吸收傳動(dòng)系中的沖擊載荷和衰減扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)。,2024/4/2,第31頁(yè),

15、圖17-20所示為原上海SH380A型自卸汽車上用來(lái)聯(lián)接發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸與液力機(jī)械變速器輸入軸的撓性萬(wàn)向節(jié)。,彈性連接件的結(jié)構(gòu)如圖17-21所示。兩個(gè)橡膠塊1裝在兩半對(duì)和的外殼3中，每個(gè)橡膠塊中有一襯套2。,2024/4/2,第32頁(yè),第二節(jié) 傳動(dòng)軸和中間支撐,常見(jiàn)的輕中型貨車中，連接變速器與驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)軸部件由傳動(dòng)軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬(wàn)向節(jié)叉組成。汽車行駛過(guò)程中，變速器與驅(qū)動(dòng)橋的相對(duì)位置經(jīng)常變化，為避免運(yùn)動(dòng)干涉，傳動(dòng)軸中設(shè)有由滑動(dòng)

16、叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵連接，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度的變化。為減少摩損，還裝有用以加注滑脂的油嘴、油封、堵塞和防塵套。,2024/4/2,第33頁(yè),傳動(dòng)軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力作用將產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。因此，當(dāng)傳動(dòng)軸與萬(wàn)向節(jié)裝配后，必須滿足動(dòng)平衡要求。 傳動(dòng)軸過(guò)長(zhǎng)時(shí)，自振頻率降低，易產(chǎn)生共振，故常將其分為兩段并加中間支承。,2024/4/2,第34頁(yè),2024/4/2,第35頁(yè),傳動(dòng)軸分段時(shí)須加中間支承。通常中間支承安裝在車架橫梁上，應(yīng)能補(bǔ)償傳

17、動(dòng)軸軸向和角度方向的安裝誤差以及車輛行駛過(guò)程中由于發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)或車架等變形所引起的位移。 東風(fēng)EQ1090E型汽車的中間傳動(dòng)軸采用蜂窩軟墊式中間支承（圖17-25）與車架相連接。,能適應(yīng)安裝誤差和行駛中出現(xiàn)的位移。還可吸收振動(dòng)并減少噪聲傳導(dǎo)。蜂窩軟墊式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果良好，應(yīng)用較廣泛。,2024/4/2,第36頁(yè),有的汽車采用擺動(dòng)式中間支承（圖17-26）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)軸向竄動(dòng)時(shí)，中間支承可繞支承軸3擺動(dòng)，改善了軸承的受力狀況。此外

18、，橡膠襯套2和5能適應(yīng)傳動(dòng)軸軸線在橫向平面內(nèi)少量的位置變化。,2024/4/2,第37頁(yè),東風(fēng)EQ2080型越野汽車從分動(dòng)器4（圖17-28）到驅(qū)動(dòng)橋10的傳動(dòng)軸，是由后橋中間傳動(dòng)軸6和后橋傳動(dòng)軸9組成,2024/4/2,第38頁(yè),中間支承的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖17-29。中間支承軸13支與安裝在中間支承殼體14內(nèi)的兩個(gè)圓錐滾子軸承10上。,,整個(gè)中間支承用兩個(gè)U形螺栓4和中間支承托板2固定在中橋殼3上，并用兩個(gè)定位銷17在中橋殼上定位。調(diào)整墊片9