萬向傳動裝置課件

1、v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行1萬向傳動裝置萬向傳動裝置部門：SP平臺部講師：田智慧課時：60分鐘目的：專業(yè)小組能力提升v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行2目錄萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性24傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)31萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹傳動軸中間支撐及軸管傳動軸中間支撐及軸管6傳動軸新技術(shù)的應(yīng)用傳動軸新技術(shù)的應(yīng)用5失效模式及后果分析失效模式及后果分析v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行3v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行4v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行5v技術(shù)研究院傳動

2、軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行6共性的東西您看到了嗎？v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行71 1）變速器與驅(qū)動橋之間）變速器與驅(qū)動橋之間2 2）變速器與分動器之間）變速器與分動器之間3 3）驅(qū)動橋的半軸）驅(qū)動橋的半軸4 4）斷開式驅(qū)動橋的半軸）斷開式驅(qū)動橋的半軸5 5）轉(zhuǎn)向軸）轉(zhuǎn)向軸萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹1v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行8萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹11 1）組成）組成 由萬向節(jié)、傳動軸組成，有的裝有中間支承。由萬向節(jié)、傳動軸組成，有的裝有中間支承。2 2）功用）功用 在軸間夾角及相互位置經(jīng)常發(fā)生變化的轉(zhuǎn)軸之間傳在軸間夾角及

3、相互位置經(jīng)常發(fā)生變化的轉(zhuǎn)軸之間傳 遞動力。遞動力。 1-變速器；變速器；2-中間支承；中間支承；3-后驅(qū)動橋；后驅(qū)動橋；4-后傳動軸；后傳動軸；5-球軸承；球軸承；6-前傳動軸前傳動軸 v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行93 3）設(shè)計的基本要求：）設(shè)計的基本要求： 1 1、保證所連接的兩根軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，、保證所連接的兩根軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時， 能可靠地傳遞動力。能可靠地傳遞動力。 2 2、保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。、保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。 3 3、由于萬向節(jié)夾角產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允、由于萬向節(jié)夾角產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允

4、許范圍內(nèi)。許范圍內(nèi)。 4 4、傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維、傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維 修容易等。修容易等。 萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹1v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行10萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹11.1.剛性萬向節(jié)剛性萬向節(jié): :不等速萬向節(jié)不等速萬向節(jié)( (十字軸式十字軸式) )準(zhǔn)等速萬向節(jié)準(zhǔn)等速萬向節(jié)( (雙聯(lián)式雙聯(lián)式, ,三銷軸式三銷軸式) )等速萬向節(jié)等速萬向節(jié)( (球籠式球籠式, ,球叉式球叉式) )2.2.撓性萬向節(jié)撓性萬向節(jié)萬向節(jié)的分類萬向節(jié)的分類v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行11萬向節(jié)

5、結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行121-套筒套筒2-十字軸十字軸3-萬向節(jié)叉萬向節(jié)叉4-卡環(huán)卡環(huán)5-滾針軸承滾針軸承6-萬向節(jié)叉萬向節(jié)叉萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行13萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2VA=1r=2rcos 所以所以2=1/cos 此此時時21VB=1rcos=2r 所以所以2=1cos 此時此時21v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行14萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行15萬向

6、節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2平行式排列平行式排列等腰式排列等腰式排列 1)1)等角速排列方式等角速排列方式 2)2)等角速排列條件：等角速排列條件： 第一個萬向節(jié)的從動叉和第二第一個萬向節(jié)的從動叉和第二個萬向節(jié)的主動叉與傳動軸相連，個萬向節(jié)的主動叉與傳動軸相連，且傳動軸兩端的萬向節(jié)叉在同一且傳動軸兩端的萬向節(jié)叉在同一平面內(nèi)；平面內(nèi)； 輸入軸、輸出軸與傳動軸的夾輸入軸、輸出軸與傳動軸的夾角相等，即角相等，即1=2。u萬向節(jié)的磨損是以十字軸萬向節(jié)的磨損是以十字軸軸徑和滾針軸承的磨損為標(biāo)軸徑和滾針軸承的磨損為標(biāo)志（潤滑、密封性能）志（潤滑、密封性能）v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì)

7、瘋狂抓執(zhí)行16萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2雙聯(lián)式雙聯(lián)式1 1、2-2-萬向節(jié)叉軸，萬向節(jié)叉軸，3-3-雙聯(lián)叉雙聯(lián)叉1=22)2)等角速排列條件：等角速排列條件：1)1)長度減縮至最小的長度減縮至最小的雙萬向節(jié)雙萬向節(jié)v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行17萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2三銷軸式三銷軸式1主動偏心軸叉主動偏心軸叉2、4三銷軸三銷軸3從動偏心軸叉從動偏心軸叉5卡環(huán)卡環(huán)6軸承座軸承座7襯套襯套8毛氈圈毛氈圈9密封罩密封罩10推力墊片推力墊片 v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行18萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性21)1)

8、三銷軸式萬向節(jié)是由三銷軸式萬向節(jié)是由雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來的準(zhǔn)等速萬向節(jié)的準(zhǔn)等速萬向節(jié)2)2)最大特點是允許相鄰最大特點是允許相鄰兩軸有較大的交角，兩軸有較大的交角，最最大可達(dá)大可達(dá)4545度。采用此萬度。采用此萬向節(jié)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋可使向節(jié)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋可使汽車獲得較小的轉(zhuǎn)彎半汽車獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，提高了汽車的機(jī)動徑，提高了汽車的機(jī)動性。性。 v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行19萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性21)1)基本原理：傳力點永遠(yuǎn)位于基本原理：傳力點永遠(yuǎn)位于兩軸交點的平分面上。兩軸交點的平分面上。工作原理圖工作原理圖2)2)兩個大小相同錐齒輪

9、的接觸兩個大小相同錐齒輪的接觸點點P P位于兩齒輪軸線交角位于兩齒輪軸線交角的平的平分面上，由分面上，由P P點到兩軸的垂直距點到兩軸的垂直距離都等于離都等于r r。P P點處兩齒輪的圓點處兩齒輪的圓周速度相等，兩齒輪的角速度周速度相等，兩齒輪的角速度也相等?？梢?，若萬向節(jié)的傳也相等?？梢?，若萬向節(jié)的傳力點在其交角變化時，始終位力點在其交角變化時，始終位于兩軸夾角的平分面上，就能于兩軸夾角的平分面上，就能保證等速傳動。保證等速傳動。v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行20萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2球籠式球籠式鋼球鋼球主動軸主動軸星形套（內(nèi)滾道）星形套（內(nèi)滾道）球籠

10、（保持架）球籠（保持架）球形殼（外滾道）球形殼（外滾道）v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行21萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性21)1)等速性：當(dāng)中段半軸等速性：當(dāng)中段半軸( (主動軸主動軸) )和外球座軸和外球座軸( (從動從動軸軸) )之間夾角之間夾角發(fā)生變化發(fā)生變化時，傳力鋼球中心始終位時，傳力鋼球中心始終位于兩軸交角的平分面上，于兩軸交角的平分面上，并且到兩軸線的距離相等并且到兩軸線的距離相等2)2)特點：球籠式萬向節(jié)工特點：球籠式萬向節(jié)工作時六個鋼球都參入傳力作時六個鋼球都參入傳力，故承載能力強(qiáng)、磨損小，故承載能力強(qiáng)、磨損小、壽命長。它被廣泛應(yīng)用、壽命長。它被

11、廣泛應(yīng)用于各種型號的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋于各種型號的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和獨立懸架的驅(qū)動橋和獨立懸架的驅(qū)動橋v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行22萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行23萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行24萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行25萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行26萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命

12、提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行27萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性2v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行28萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動特性21 1螺絲螺絲 2 2橡膠橡膠 3 3中心鋼球中心鋼球4 4黃油嘴黃油嘴 5 5傳動凸緣傳動凸緣 6 6球座球座撓性萬向節(jié)是由橡膠撓性萬向節(jié)是由橡膠件將主被動軸叉交錯件將主被動軸叉交錯連接而成，依靠橡膠連接而成，依靠橡膠件的彈性變形，能夠件的彈性變形，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動軸線的小角實現(xiàn)轉(zhuǎn)動軸線的小角度（度（3 35 5）偏轉(zhuǎn)）偏轉(zhuǎn)和微小軸向位移，吸和微小軸向位移，吸收傳動系中的沖擊載收傳動系中的沖擊載荷和衰減扭轉(zhuǎn)振動，荷和衰減扭轉(zhuǎn)振動，具有結(jié)構(gòu)

13、簡單，無需具有結(jié)構(gòu)簡單，無需潤滑等優(yōu)點。潤滑等優(yōu)點。 v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行293中間支撐中間支撐中間支撐及軸管中間支撐及軸管1 1）中間支承通常裝）中間支承通常裝在車架橫粱上，能在車架橫粱上，能補(bǔ)償傳動軸軸向和補(bǔ)償傳動軸軸向和角度方向的安裝誤角度方向的安裝誤差，以及汽車行駛差，以及汽車行駛過程中因發(fā)動機(jī)竄過程中因發(fā)動機(jī)竄動或車架變形等引動或車架變形等引起的位移。起的位移。2）中間支承常用彈性元件來滿）中間支承常用彈性元件來滿足上述要求，它主要由軸承、足上述要求，它主要由軸承、帶油封的蓋、支架、彈性元件帶油封的蓋、支架、彈性元件等組成。等組成。v技術(shù)研究院傳動軸項目

14、小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行303軸管軸管中間支撐及軸管中間支撐及軸管1 1）功用）功用傳動軸是萬向傳動裝置中的傳動軸是萬向傳動裝置中的主要傳力部件。通常用來連接主要傳力部件。通常用來連接變速器變速器( (或分動器或分動器) )和驅(qū)動橋，和驅(qū)動橋，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋中，則用來連接差速器和驅(qū)動中，則用來連接差速器和驅(qū)動輪。輪。2）構(gòu)造）構(gòu)造壁厚均勻的軸管壁厚均勻的軸管傳動軸過長，易共振，將其分成兩段并加傳動軸過長，易共振，將其分成兩段并加 中間支承中間支承兩端焊接的花鍵軸和萬向節(jié)叉組成兩端焊接的花鍵軸和萬向節(jié)叉組成滑動花鍵連接，以實現(xiàn)傳動軸長度的變化滑動花鍵連接

15、，以實現(xiàn)傳動軸長度的變化用平衡片修補(bǔ)平衡量用平衡片修補(bǔ)平衡量v為了得到較高的強(qiáng)度和剛度，軸管多做成空心、壁厚均勻的鋼管，一般為了得到較高的強(qiáng)度和剛度，軸管多做成空心、壁厚均勻的鋼管，一般由厚度由厚度1.5-3.0mm1.5-3.0mm的薄鋼板卷的薄鋼板卷焊而成焊而成v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行313中間支撐及軸管中間支撐及軸管v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行32傳動軸伸縮花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力 軸管外徑臨界轉(zhuǎn)速 軸管的剪切應(yīng)力 當(dāng)量夾角4傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行33傳動軸伸縮花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力計算 1

16、0)2)(4(30HhhhhhsnLdDdDKTTs傳動軸計算轉(zhuǎn)矩（傳動軸計算轉(zhuǎn)矩（Nm ）；K花鍵處轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)，花鍵處轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)，K=1.31.4；Lh花鍵有效工作長度（花鍵有效工作長度（mm）；）； Dh，dh花鍵的大徑和小徑（花鍵的大徑和小徑（mm）；）； n0花鍵齒數(shù)；花鍵齒數(shù)； 齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力(MPa) H4傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行34deseKiTT1gmaxT Temaxemax發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）；I Ig1 g1 變速器一檔傳動比；K Kd d 動載系數(shù)(一般貨車、越野汽車取Kd

17、=1)； 發(fā)動機(jī)到傳動軸之間的傳動效率（98%） 。4傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋速比來計算傳動軸所承受的載荷：發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋速比來計算傳動軸所承受的載荷： 驅(qū)動輪打滑來計算傳動軸所承受的載荷：驅(qū)動輪打滑來計算傳動軸所承受的載荷： mrssirmGT122G2 滿載狀態(tài)下后橋上的靜載荷（Nkg） 2m汽車最大加速度時后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù) 轎車： =1.21.4=1.11.2 貨車：輪胎與路面間的附著系數(shù) 可取0.85 rr車輪滾動半徑（m）；i1后橋主減速器主減速比；m主減速器主動齒輪到車輪之間的傳動效率（98%）Ts的取值的取值v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提

18、品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行35軸管外徑臨界轉(zhuǎn)速計算 2121218101.2ldDncnc 傳動軸軸管的臨界轉(zhuǎn)速傳動軸軸管的臨界轉(zhuǎn)速(rpm); l1 傳動軸長傳動軸長(mm); d1 前傳動軸軸管內(nèi)徑前傳動軸軸管內(nèi)徑(mm). D1 前傳動軸軸管外徑前傳動軸軸管外徑(mm); 4傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸工作的最高轉(zhuǎn)速需通過最高車速和發(fā)動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速確定！v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行36軸管的剪切應(yīng)力 c1016341411csdDTD 許用應(yīng)力許用應(yīng)力;Ts傳動軸計算轉(zhuǎn)矩（傳動軸計算轉(zhuǎn)矩（N）; cd1 前傳動軸軸管內(nèi)徑（前傳動軸軸管內(nèi)徑（mm）. D1 前傳動

19、軸軸管外徑（前傳動軸軸管外徑（mm）; 4傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)一般取一般取300(MPa) v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行37v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行38當(dāng)量夾角當(dāng)量夾角4傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)232221aaaae1、公式中的正、負(fù)取決于萬向節(jié)叉的相位角：、公式中的正、負(fù)取決于萬向節(jié)叉的相位角：當(dāng)當(dāng) 0時，符號為時，符號為“” 當(dāng)當(dāng)90時，符號為時，符號為“”2、根據(jù)車輛的常用工況進(jìn)行校核：乘用車計算半載狀態(tài)、根據(jù)車輛的常用工況進(jìn)行校核：乘用車計算半載狀態(tài) 貨車類計算空載和滿載兩種狀態(tài)貨車類計算空載和滿載兩種狀態(tài) 3

20、v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行39當(dāng)量夾角當(dāng)量夾角4傳動軸設(shè)計校核參數(shù)傳動軸設(shè)計校核參數(shù)v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行405失效模式及后果分析失效模式及后果分析序號失效模式表現(xiàn)形式原因分析1花鍵軸套異常磨損行駛異響表面加工處理不對潤滑不良2十字軸承異常磨損行駛異響十字軸徑與軸承配合過緊;潤滑不良;十字軸規(guī)格低;十字軸硬度低;3十字軸斷裂車輛失去動力十字軸規(guī)格低,扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不夠;4萬向節(jié)起動力矩過大轉(zhuǎn)動不靈活,裝車?yán)щy,加劇十字軸磨損十字軸徑與軸承配合過緊;潤滑不良5行車時傳動軸共振整車抖動,乘坐舒適性下降傳動軸動平衡不符合要求;傳動軸總成布置不合理;中間支撐失效v技術(shù)研究院傳動軸項目小組v玩命提品質(zhì) 瘋狂抓執(zhí)行415失效模式及后果分析失效模式及后果分析序號失效模式表現(xiàn)形式原因分析6行車時花鍵軸與花鍵套脫落車輛失去動力花鍵軸與花鍵套的嚙合工作長度不滿足使用要求;7叉件耳孔斷裂車輛失去動力耳孔部位強(qiáng)度不夠;傳動軸設(shè)計承載扭矩不滿足要求8軸管變形整車抖動,乘坐舒適性下降軸管強(qiáng)度不夠;傳動軸設(shè)計承載扭矩不滿足要求9花鍵軸變形或斷裂傳動軸不能