汽車傳動系萬向傳動裝置

汽車傳動系萬向傳動裝置現(xiàn)在是1頁\一共有20頁\編輯于星期二萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用圖(1)在現(xiàn)代汽車的總體布置中，發(fā)動機、離合器和變速箱連成一體固裝在車架上，而驅(qū)動橋則通過彈性懸架與車架連接。由此可見，變速器輸出軸軸線與驅(qū)動橋的輸入軸軸線不在同一平面上。當汽車行駛時，車輪的跳動會造成驅(qū)動橋與變速器的相對位置(距離、夾角)不斷變化，故變速器的輸出軸與驅(qū)動橋的輸入軸不可能剛性連接，必須安裝有萬向傳動裝置。此外，由于越野汽車的前輪既是轉(zhuǎn)向輪又是驅(qū)動輪。作為轉(zhuǎn)向輪，要求在轉(zhuǎn)向時可以在規(guī)定范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)一定角度；作為驅(qū)動輪，則要求半軸在車輪偏轉(zhuǎn)過程中不間斷地把動力從主減速器傳到車輪。因此，半軸不能制成整體而必須分段，中間用等角速萬向節(jié)相連。萬向節(jié)傳動軸中間支承現(xiàn)在是2頁\一共有20頁\編輯于星期二萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用圖(2)現(xiàn)在是3頁\一共有20頁\編輯于星期二第一節(jié)萬向節(jié)萬向節(jié)按其剛度的大小可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)，前者的動力是靠零件的鉸鏈式聯(lián)接傳遞的；而后者的動力則是靠彈性零件傳遞的，如橡膠盤、橡膠塊等，由于彈性元件的變形量有限，因而撓性萬向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大以及有微量軸向位移的軸間傳動。剛性萬向節(jié)分為不等速萬向節(jié)(如常見的十字軸式)、準等速萬向節(jié)（雙聯(lián)式、三銷軸式）和等速萬向節(jié)（球叉式、球籠式等）?，F(xiàn)在是4頁\一共有20頁\編輯于星期二一、十字軸式剛性萬向節(jié)十字軸式剛性萬向節(jié)為汽車上廣泛使用的不等速萬向節(jié)，允許相鄰兩軸的最大交角為15゜～20゜。該萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高的優(yōu)點，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動。套筒十字軸傳動軸叉卡環(huán)軸承外圈（滾針）套筒叉現(xiàn)在是5頁\一共有20頁\編輯于星期二十字軸式剛性萬向節(jié)示意圖設(shè)主動叉由初始位置轉(zhuǎn)過φ1角，從動叉相應(yīng)轉(zhuǎn)過φ2角，由機械原理分析可以得出如下關(guān)系式：tgφ1=tgφ2·cosαα是主、從動軸之間的夾角。主動叉從動叉十字軸現(xiàn)在是6頁\一共有20頁\編輯于星期二雙萬向節(jié)等速傳動布置圖由前述分析知：tgψ1=tgψ2·cosα1；tgψ4=tgψ2·cosα2；若有α1＝α2，則有ψ4＝ψ1只要滿足上述條件，并使中間軸兩端的叉面共面（圖中兩叉面垂直于紙面，一般中間軸可伸縮，有裝配記號）。利用雙萬向節(jié)可以實現(xiàn)輸出軸和輸入軸的等速旋轉(zhuǎn)。主動叉主動叉從動叉從動叉現(xiàn)在是7頁\一共有20頁\編輯于星期二二、準等速萬向節(jié)（基于前述原理設(shè)計的萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（一）1、雙聯(lián)式萬向節(jié)（準等速萬向節(jié)）工作原理圖（圖17—9）圖注：1,2-軸3-雙聯(lián)叉雙聯(lián)式萬向節(jié)實際上是一套將傳動軸長度減縮至最小的雙十字軸式萬向節(jié)等速傳動裝置，雙聯(lián)叉3相當于傳動軸及兩端處在同一平面上的萬向節(jié)叉，配合專用機構(gòu)使得兩軸與雙聯(lián)叉3的交角相等，這就滿足了使軸1和軸2的角速度相等的條件。雙聯(lián)式萬向結(jié)構(gòu)上保證了中間軸叉面共面?，F(xiàn)在是8頁\一共有20頁\編輯于星期二雙聯(lián)式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖（圖17—10）該萬向節(jié)結(jié)構(gòu)中設(shè)有保證輸入軸與雙聯(lián)叉軸線間夾角α1和雙聯(lián)叉軸線與輸出軸間夾角α2近似相等的分度機構(gòu)。在萬向節(jié)叉1的內(nèi)端有球頭，在萬向節(jié)叉4內(nèi)端有導(dǎo)向套。球碗放于導(dǎo)向套內(nèi)，被彈簧壓向球頭。萬向節(jié)叉萬向節(jié)叉十字軸油封彈簧球碗雙聯(lián)叉球頭現(xiàn)在是9頁\一共有20頁\編輯于星期二2、三銷軸式準等速萬向節(jié)（結(jié)構(gòu)參課本圖17—11）三銷軸式萬向節(jié)是由雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來的準等速萬向節(jié)。裝合后，可形成Q1—

Q1’，Q2—

Q2’，R

—R’三根軸線。三銷軸式萬向節(jié)最大特點是允許相鄰兩軸有較大的交角，最大可達45。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中采用這種萬向節(jié)，可使汽車獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，提高了汽車的機動性，缺點是所占空間較大?，F(xiàn)在是10頁\一共有20頁\編輯于星期二（二）等速萬向節(jié)的工作原理當萬向節(jié)主動軸與從動軸之間傳力點一直處于主動軸軸線和從動軸軸線夾角平分線上（或者說傳力點距這兩軸線的距離相等）時，必然能實現(xiàn)等角速傳動。（相當于一對大小相等的錐齒輪傳動，空間同速點！節(jié)圓錐。）現(xiàn)在是11頁\一共有20頁\編輯于星期二1、球籠式等速萬向節(jié)組成：星形套5以內(nèi)花鍵與主動軸1相連，其外表面有六條弧形凹槽，形成內(nèi)滾道。球形殼8的內(nèi)表面有相應(yīng)的六條弧形凹槽，形成外滾道。六個鋼球分別裝在由六組內(nèi)外滾道所對出的空間里，并被保持架4限定在同一個平面內(nèi)。動力由主動軸1（及星形套）經(jīng)鋼球傳到球形殼8輸出。主動軸星形套（內(nèi)滾道）鋼球保持架（球籠）球形殼（外滾道）現(xiàn)在是12頁\一共有20頁\編輯于星期二球籠式等速萬向節(jié)組成主動軸星形套（內(nèi)滾道）保持架（球籠）鋼球球形殼（外滾道）外罩現(xiàn)在是13頁\一共有20頁\編輯于星期二球籠式等速萬向節(jié)裝配動畫裝主動軸、卡環(huán)裝星形套（內(nèi)滾道）裝保持架（球籠）裝鋼球裝球形殼（外滾道）裝外罩

在外罩上裝鋼帶箍作剖視圖動畫結(jié)束現(xiàn)在是14頁\一共有20頁\編輯于星期二球籠式等速萬向節(jié)等速傳動原理外滾道中心A，內(nèi)滾道中心B，分別位于萬向節(jié)中心O的兩邊，且與O等距。鋼球中心C到A、B兩點的距離也相等。因此，當兩軸交角變化時，保持架可沿內(nèi)、外球面滑動，以保持鋼球在一定位置。不難推知：AOC=BOC。6個鋼球都傳力，且都位于交角的平分面上。現(xiàn)在是15頁\一共有20頁\編輯于星期二2、伸縮型球籠式萬向節(jié)（圖17—18）圖注：O-萬向節(jié)中心；A-保持架（球籠）B-保持架內(nèi)球面中心伸縮型球籠式萬向節(jié)的內(nèi)外滾道是直槽的，在傳遞轉(zhuǎn)矩過程中，星形套可在筒形殼內(nèi)沿軸向移動，能起到滑動花鍵的作用，使萬向傳動裝置結(jié)構(gòu)簡化?，F(xiàn)在是16頁\一共有20頁\編輯于星期二三、撓性萬向節(jié)圖注：1螺栓；2橡膠（彈性元件）；3中心鋼球；4黃油嘴；5傳動凸緣；6球座（等速萬向接頭原理）撓性萬向節(jié)是由橡膠件將主被動軸叉交錯連接而成，依靠橡膠件的彈性變形，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動軸線的小角度（3゜～5゜）偏轉(zhuǎn)和微小軸向位移，吸收傳動系中的沖擊載荷和衰減扭轉(zhuǎn)振動，具有結(jié)構(gòu)簡單，無需潤滑等優(yōu)點?，F(xiàn)在是17頁\一共有20頁\編輯于星期二第二節(jié)傳動軸和中間支承

在有一定距離的兩部件之間采用萬向傳動裝置傳遞動力時，一般需要在萬向節(jié)之間安裝傳動軸。若兩部件之間的距離會發(fā)生變化，而萬向節(jié)又沒有伸縮功能時，則還要將傳動軸做成兩段，用滑動花鍵相連接。為減小傳動軸花鍵連接部分的軸向滑動阻力和摩損，需加注潤滑脂進行潤滑，也可以對花鍵進行磷化處理或噴涂尼龍層，或是在花鍵槽內(nèi)設(shè)置滾動元件。圖注：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-油封；9-油封蓋；10-傳動軸管?，F(xiàn)在是18頁\一共有20頁\編輯于星期二在采用獨立懸架連接的驅(qū)動橋上，差速器與驅(qū)動輪之間的傳動軸又稱為驅(qū)動半軸（右圖）。在工作時，差速器與驅(qū)動輪之間的距離變化是靠內(nèi)側(cè)伸縮型萬向節(jié)來適應(yīng)的（見下圖）。