傳動軸基本知識

1、傳動軸基本知識、傳動軸總成簡介 傳動軸總成圖傳動軸，英文 PROPELLEPROPELLERDRIVINGDRIVING） SHAFTSHAFT 在不同軸心的兩軸間甚至在工作過程中相對位置不斷變 化的兩軸間傳遞動力。傳動軸按其重要部件萬向節(jié)的不同，可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉的方向是否有明顯的彈性 可分為剛性萬向節(jié)傳動軸和撓性萬向節(jié)傳動軸。前者是靠零件的鉸鏈式聯接傳遞動力的，后者則靠彈性零件傳遞動力，并具有緩沖減振作用。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（如十字軸式萬向節(jié)）、準等速萬向節(jié)（如 雙聯式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié)）。等速與不等速，是指從 動

2、軸在隨著主動軸轉動時，兩者的轉動角速率是否相等而言的，當然，主動軸和從動軸的平均轉速是相等的。主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時仍然相等的萬向節(jié)，稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。它們主要用于轉向驅動橋、斷開式驅動橋等的車輪傳動裝置中，主要用于轎車中的動力傳遞。當轎車為后輪驅 動時，常采用十字軸式萬向節(jié)傳動軸，對部分高檔轎車，也有采用等速球頭的；當轎車為前輪驅動時，則常采 用等速萬向節(jié)，等速萬向節(jié)也是一種傳動軸，只是稱謂不同而已。在發(fā)動機前置后輪驅動（或全輪驅動）的汽車上，由于汽車在運動過程中懸架變形，驅動軸主減速器輸入軸與變速器（或分動箱）輸岀軸間經常有相對運動，此外，為有效避開某些機構或

3、裝置（無法實現直線傳 遞），必須有一種裝置來實現動力的正常傳遞，于是就出現了萬向節(jié)傳動。萬向節(jié)傳動必須具備以下特點：a a、保證所連接兩軸的相對位置在預計范圍內變動時，能可靠地傳遞動力；b b 保證所連接兩軸能均勻運轉。由于萬向節(jié)夾角而產生的附加載荷、振動和噪聲應在允許范圍內；c c、傳動效率要高，使用壽命長，結構簡單，制造方便，維修容易。對汽車而言，由于一個十字軸萬向節(jié)的輸岀軸相對于輸入軸（有一定的夾角）是不等速旋 轉的，為此必須采用雙萬向節(jié)（或多萬向節(jié)）傳動，并把同傳動軸相連的兩個萬向節(jié)叉布置在同一平面，且使 兩萬向節(jié)的夾角相等。這一點是十分重要的。在設計時應盡量減小萬向節(jié)的夾角。傳動軸總

4、成不平衡是傳動系彎曲振動的主要原因。其引起的振動噪聲是明顯的。此外，萬向節(jié)十字軸 的軸向竄動、傳動軸滑動花鍵中的間隙、傳動軸總成兩端連接處的定心精度、高速回轉時傳動軸的彈性變形及 傳動軸上點焊平衡片時的熱影響因素等都能改變傳動軸總成的不平衡度。降低傳動軸的不平衡度，對于汽車，尤其是高速汽車如（轎車）是極其重要的，否則會引起很多相關故障或異常損壞。十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸在 汽車傳動系中用得最廣泛，歷史也最悠久。平時所說的傳動軸一般指的就是十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸。十字軸式剛性萬向節(jié)主要用于傳遞角度的變化，一般由突緣叉、十字軸帶滾 針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動叉、中間連接叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸

5、向固定件等組成。突緣叉一般與變速 箱、驅動橋或別的傳動軸等連接。突緣叉是一個帶法蘭的叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件， 也有采用球墨鑄鐵的砂型鑄造件和中碳鋼或中碳優(yōu)質合金鋼的精密鑄造件。突緣叉一般帶一個平法蘭，也有帶一個端面梯形齒法蘭的。十字軸帶滾針軸承總成一般包括四個滾針軸承、一個十字軸、一個滑脂嘴。滾針軸承 一般由若干個滾針、一個軸承碗、一個多刃口橡膠油封（部分帶骨架）組成。在某些滾針軸承中，還有一個帶 油槽的圓形墊片，有尼龍的，也有采用銅片或其他材料的，主要用于減小萬向節(jié)軸向間隙，提高傳動軸動平衡 品質。萬向節(jié)叉是一個叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用中碳

6、鋼的精密鑄造件。滾 針軸承的軸向固定件一般是孔（或軸）用彈性擋圈（內外卡式），或軸承壓板、鎖片、螺栓等。傳動軸的另外一個重要的組成部分是滑動花鍵副，由內、外花鍵（矩形、漸開線）組成，用于傳遞長度的變化。傳動軸的萬向節(jié)擺角和滑動花鍵副的最大伸縮量，是根據整車布置時進行的傳動軸跳動校核而確定的。傳動軸管一般由低碳鋼板卷制的電焊鋼管制成，對大規(guī)格的軸管，也有采用冷拔無縫管的。軸管的外 徑和壁厚（或內徑）是根據傳動軸所傳遞的最大工作扭矩、最高工作轉速等條件確定的?？招牡妮S管具有較小 的質量并能傳遞較大的扭矩，并且比相同外徑的實心軸具有更高的臨界轉速的特點。一般情況下，兩萬向節(jié)中心距不大于 1.5m1.

7、5m。當距離較近時，一般由兩個萬向節(jié)和一個滑動花鍵副組成， 中間無軸管。當距離較遠而使傳動軸的長度超過1.5m1.5m 時，常常分成兩根或三根，采用三個或四個萬向節(jié)，且最后一根帶滑動花鍵副，其余的帶中間支承的結構型式。典型的中間支承一般由一個圓柱球軸承、一個軸承座、兩個油封、一個橡膠墊、一個滑脂嘴組成。中 間傳動軸由中間支承支架連接到車架橫梁上，要求中間傳動軸軸心線與中間支承平面垂直。一般要求傳動軸中間支承布置在傳動軸系統(tǒng)的一階臨界轉速節(jié)點上。在使用過程中，一般需要按時保養(yǎng)。在萬向節(jié)、滑動花鍵副、中間支承等有滑脂嘴的地方，要按有關 規(guī)定進行定期加注規(guī)定的潤滑脂。也有采用免維護的傳動軸，在萬向節(jié)

8、和中間支承的軸承內有預留的潤滑脂， 不需要定期加注潤滑脂。二、萬向節(jié)簡介萬向節(jié)是汽車傳動軸上的關鍵部件。在前置發(fā)動機后輪驅動的車輛上，萬向節(jié)傳動軸安裝在變速器輸出軸與驅動橋主減速器輸入軸之間；而前置發(fā)動機前輪驅動的車輛省略了傳動軸，萬向節(jié)安裝在既負責驅動又負責轉向的前橋半軸與車輪之間。汽車是一個運動的物體。在后驅動汽車上，發(fā)動機、離合器與變速器作為一個整體安裝在車架上，而驅動橋通過彈性懸掛與車架連接，兩者之間有一個距離，需要進行連接。汽車運行中路面不平產生跳動，負荷變化或者兩個總成安裝位置差異，都會使得變速器輸出軸與驅動橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變 化，因此要用一個“以變應變”的裝置

9、來解決這一個問題，因此就有了萬向節(jié)。萬向節(jié)的應用另外在越野車變速器與分動器之間， 前驅動的可轉向驅動橋與半軸之間， 都需要這個萬向節(jié)做“關節(jié)” 萬向節(jié)的結構和作用有點象人體四肢上的關節(jié)，它允許被連接的零件之間的夾角變化。但它與肢體關節(jié)的活動形式又有所不同，它僅允許夾角在一定范圍內變化。萬向節(jié)有十字軸式剛性萬向節(jié)，準等速萬向節(jié)（雙聯軸式和三銷軸式），等速萬向節(jié)（球叉式和球籠 式），擾性萬向節(jié)。目前后驅動汽車上應用最廣的一種是十字軸萬向節(jié)。單個的萬向節(jié)不能使輸岀軸與軸入軸的瞬時角速度相等，容易造成振動，加劇機件的損壞，產生很大 的噪音。因此，后驅動汽車的萬向節(jié)傳動形式都采用雙萬向節(jié)，就是傳動軸兩端

10、各有一個萬向節(jié)，其作用是使 傳動軸兩端的夾角相等，保證輸岀軸與軸入軸的瞬時角速度始終相等。為了滿足動力傳遞、轉向和 汽車運行時所產生的上下跳動所造成的角度變化，前驅動汽車的驅動橋，半軸與輪軸之間也常用萬向節(jié)相連。由于受軸向尺寸的限制，要求偏角又比較大，普通萬向節(jié)難以勝任，所以 廣泛采用各式各樣的等速萬向節(jié)。在一般前驅動汽車上，每個半軸用兩個等速萬向節(jié)，靠近變速驅動橋的萬向節(jié)是半軸內側萬向節(jié)，靠近車軸的是半軸外側萬向節(jié)。在各種等速萬向節(jié)中，常見是球籠式萬向節(jié)，它用六個 鋼球傳力，主動軸與從動軸在任何交角的情況下，鋼球都位于兩園的交點上，即位于兩軸交角的平分面上，從 而保證主、從動軸等角速度傳動。

11、萬向傳動軸由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還加裝中間支承。它主要用來在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉矩和旋轉運動。萬向傳動軸設計應滿足如下基本要求：1 1） 保證所連接的兩軸相對位置在預計范圍內變動時，能可靠地傳遞動力。2 2） 保證所連接兩軸盡可能等速運轉。由于萬向節(jié)夾角而產生的附加載荷、振動和噪聲應在允許范圍內。3 3） 傳動效率高，使用壽命長，結構簡單，制造方便，維修容易等。萬向傳動軸在汽車上應用比較廣泛。在發(fā)動機前置后輪或全輪驅動的汽車上，由于彈性懸架的變形，變速器或分動器輸出軸與驅動橋輸入軸的軸線相對位置經常變化，所以普遍采用十字軸萬向傳動軸。在轉向驅動橋中，內、外半軸之間的夾角隨行駛需要而變，這時多采用等速萬向傳動軸。 當后驅動橋為獨立懸架時，也必須采用萬向傳動軸。萬向節(jié)按扭轉方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是靠零件的鉸鏈式連接傳遞動力的，可分成不等速萬向節(jié)（如十字軸式）、準等速萬向節(jié)（如雙聯式、凸塊式、三銷軸式等 ）和等速萬向節(jié)（如球叉式、球籠式等）。撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動力的