萬向傳動裝置釆用雙十字軸

1. 帶你認識萬向軸承工作原理與詳細分類

人們的生活中要用到形形色色的不同的零件，軸承便是其中之一。在輪子等各種需要用到轉動的地方都有軸承的身影。而今天要說的就是萬向軸承。萬向軸承，指的是利用球型連接實現不同軸的動力傳送的機械結構，是汽車上軸承一個很重要的部件，需要裝在既負責驅動又負責轉向的前橋半軸與車輪之間，或者變速器輸出軸與驅動器輸入軸之間。現在小編就帶你來認識一下萬向軸承。

萬向軸承工作原理

萬向節軸承工作原理主動叉在垂直位置直線軸承，並且十字軸平面與主動軸垂直時。此時，主動叉與十字軸連接點和從動叉與十字軸連接點在十字特種軸承軸平面上的線速度相等。從動叉向十字軸平面的速度投影。由於在採用非獨立懸推力滾子軸承架時，條件一很難滿足，變速器不主減速器相對位置不斷變化，只能做到不等速性盡可能小。

雙十字軸式萬向節實現兩軸間變速器的輸出軸和驅動橋的輸入軸的等速傳動的條件.主動叉在水平位置，並且十字轉盤軸承軸平面與從動軸垂直時.主動叉向十字軸平面的速度投影。第一個萬向節的軸承從動叉與第二個萬向節的主動叉處於同一平面。主從動軸的轉角轉速關軸承系。兩軸交角越大，轉速越大，傳動軸的不等速性越差。

萬向軸承分類

准等速萬向節和等速萬向推力球軸承節

雙聯式萬向節實際上是一套將傳動軸長度減縮至最小的雙十軸承字軸式萬向節等速傳動裝置，雙聯叉相當於傳動軸及兩端處在同一平面上的萬向節叉。在當輸出軸與輸型號查詢入軸的交角較小時，能使兩軸角速度接近相等，處在圓弧上的兩軸軸線交點離上述中垂線很近，使得α調心滾子軸承1與α2的差很小，所以稱雙聯式萬向節為准等速萬向節。

等速萬向節

缺點：壓力裝配，鋼球與曲面凹槽單位壓力大，拆裝不方便，磨損快。只有兩個鋼球傳力，反轉時，另兩個鋼球傳力。

球籠式萬向節

優點：工作時無論傳動方向，六個鋼球全部傳力。與球叉式萬向節相比，結構緊湊，承載能力強，拆裝方便。

球叉式萬向節

若內外滾道採用圓桶形，滑動阻力小，省轉盤軸承去傳動裝置中的滑動花鍵，則變成伸縮型球籠式萬向節，適用斷開式驅動橋。目前轎車上軸承常用的等速萬向節為球籠式萬向節，也有採用球叉式萬向節或自由三樞軸萬向節的。

三銷軸式萬向軸承節

優點：允許相鄰兩軸有較大的交角，在轉向驅動橋中可使汽型號查詢車獲得較小的轉彎半徑，提高汽車機動性。缺點：所佔空間較大。由雙聯式萬向節演變而來。

撓性萬向節

撓性萬向節是依靠彈性件的彈調心滾子軸承性變形來保證兩軸間傳動時不發生機械干涉。優點：消除製造安裝誤差和車架變形對傳動進口軸承網的影響。吸收沖擊，衰減扭轉振動。結構簡單無須潤滑。

雙廠聯式萬向節

原理：根據雙十字軸萬向節實現等速傳動的原理。當萬向節叉相對萬向節軋機軸承叉在一定的角度范圍內擺動時，從而保證兩軸角速度接近相等，雙聯叉也被帶動偏轉相應角度，使兩滿裝滾子軸承十字軸中心連線與兩萬向節叉的軸線的交角差值很小，在差值允許范圍內，雙聯式萬向節具有準等速關節軸承性。

優點：允許較大的軸間夾角，工作可靠，結構簡單，製造方便，雙聯式萬向節用於轉向驅動橋，但必須在結構上保證雙聯式萬向節中心位於主銷軸線與半軸軸線的交點，可以沒有分度機構，以保證等速傳動。

萬向軸承保證了汽車的基本運作，是一輛汽車上必不可缺少的部件，也是為我們的生活所服務。萬向軸承發明已久，各種改進也經歷了許多，形成了一個萬向軸承家族。在科技高速發展的今天，各種創新層出不窮，軸承也是一樣，相信在不久的將來能有新樣式的萬向軸承發明出來，性能更好使用更方便，是現代製造業的一次起飛，也是人類裝備的一次跨越式發展。

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2. 雙十字軸萬向節要實現等速傳動的條件是什麼

兩軸在同一平面內且成一條直線實現等速傳動。如同一根軸。

3. 萬向傳動節的分類

按萬向節在扭轉方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節和撓性萬向節。鋼性萬向節又可分為不等速萬向節（常用的為十字軸式）、准等速萬向節（如雙聯式萬向節）和等速萬向節（如球籠式萬向節）三種。


不等速萬向節
十字軸式剛性萬向節為汽車上廣泛使用的不等速萬向節，允許相鄰兩軸的最大交角為15゜～20゜。下圖所示的十字軸式萬向節由一個十字軸，兩個萬向節叉和四個滾針軸承等組成。兩萬向節叉1和3上的孔分別套在十字軸2的兩對軸頸上。這樣當主動軸轉動時，從動軸既可隨之轉動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動，這樣就適應了夾角和距離同時變化的需要。在十字軸軸頸和萬向節叉孔間裝有滾針軸承5，滾針軸承外圈靠卡環軸向定位。為了潤滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴並有油路通向軸頸。潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。

十字軸式剛性萬向節具有結構簡單，傳動效率高的優點，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉動。

當滿足以下兩個條件時，可以實現由變速器的輸出軸到驅動橋的。

構造
潤滑密封、內外擋圈定位

工作原理
1．主動叉在垂直位置，並且十字軸平面與主動軸垂直時。此時，主動叉與十字軸連接點a和從動叉與十字軸連接點b在十字軸平面上的線速度相等。（從動叉向十字軸平面的速度投影）。

2．主動叉在水平位置，並且十字軸平面與從動軸垂直時。（主動叉向十字軸平面的速度投影）。

3．主從動軸的轉角轉速關系。

兩軸交角越大，轉速越大，傳動軸的不等速性越差。

十字軸萬向節的不等速性：是指從動軸在一周中角速度不均勻，若主動軸以等角速度轉動，則從動軸時快時慢，即單個十字軸萬向節在有夾角時傳動的不等速性。

雙十字軸式萬向節實現兩軸間（變速器的輸出軸和驅動橋的輸入軸）的等速傳動的條件：

①．第一個萬向節兩軸間的夾角與第二個萬向節兩軸間夾角相等（設計保證）；

②．第一個萬向節的從動叉與第二個萬向節的主動叉處於同一平面（由裝配保證）。

由於在採用非獨立懸架時，變速器和主減速器相對位置不斷變化，條件一很難滿足，只能做到不等速性盡可能小。

十字軸雙萬向節傳動的等速條件：在變速器的輸出軸和驅動橋的輸入軸之間，採用雙萬向節傳動，則第一萬向節的不等速效應就有可能被第二萬向節的不等速效應所抵消，從而實現兩軸間的等角速傳動。根據運動學分析得知，要達到這一目的，需滿足兩個條件①第一萬向節兩軸間夾角α1與第二萬向節兩軸間夾角α2相等；②第一萬向節的從動叉與第二萬向節的主動叉於同一平面內。第一個條件只有在驅動輪採用獨立懸架時，才有可能通過整車的總體布置設計和總裝配工藝的保證而實現。

十字軸式萬向節等速條件：

（1）採用雙萬向節傳動；

（2）第一萬向節兩軸間的夾角1與第二萬向節兩軸間的夾角2相等；

（3）第一萬向節的從動叉與第二萬向節的主動叉在同一平面內。

常見的准等速萬向節有雙聯式和三銷軸式兩種，它們的工作原理與雙十字軸式萬向節實現等速傳動的原理是一樣的。

雙聯式萬向節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等速傳動裝置，雙聯叉相當於傳動軸及兩端處在同一平面上的萬向節叉。在當輸出軸與輸入軸的交角較小時，處在圓弧上的兩軸軸線交點離上述中垂線很近，使得α1與α2的差很小，能使兩軸角速度接近相等，所以稱雙聯式萬向節為准等速萬向節。

雙聯式和三銷軸式
雙聯式：
原理：根據雙十字軸萬向節實現等速傳動的原理。當萬向節叉2相對萬向節叉1在一定的角度范圍內擺動時，雙聯叉也被帶動偏轉相應角度，使兩十字軸中心連線與兩萬向節叉的軸線的交角差值很小，從而保證兩軸角速度接近相等，在差值允許范圍內，雙聯式萬向節具有準等速性。

優點：允許較大的軸間夾角，結構簡單，製造方便，工作可靠，交角最大可達50º

雙聯式萬向節用於轉向驅動橋，可以沒有分度機構，但必須在結構上保證雙聯式萬向節中心位於主銷軸線與半軸軸線的交點，以保證等速傳動。

三銷軸式萬向節：
由雙聯式萬向節演變而來。

優點：允許相鄰兩軸有較大的交角，最大達45°，在轉向驅動橋中可使汽車獲得較小的轉彎半徑，提高汽車機動性。

缺點：所佔空間較大。

主動軸位置 0°~90° 90°~180° 180°~360°
從動叉超前主動叉在45°,時達到最大,從動軸先加速後減速 從動叉滯後主動叉在135°,時達到最大,從動軸先減速後加速 同前180°
球面滾輪式萬向節：

裝在與萬向節軸製成一體的三根銷軸上的球面滾輪，可沿與另一萬向節軸1相連的筒狀體的三個軸向槽移動，起到伸縮花鍵的作用。三個球面滾輪與筒狀體的槽壁之間可傳遞轉矩。結構上應保證沿圓周等分的三個球面滾輪的軸線始終位於或近似位於萬向節兩軸夾角的等分面上。該萬向節允許的軸間夾角可達43°，加工也比較容易。

等速萬向節
乘用車上常用的等速萬向節有球籠式萬向節和球叉式萬向節，也有用的自由三樞軸萬向節的。

球籠式萬向節的結構見下圖。星形套7以內花鍵與主動軸1相連，其外表面有六條弧形凹槽，形成內滾道。球形殼8的內表面有相應的六條弧形凹槽，形成外滾道。六個鋼球6分別裝在由六組內外滾道所對出的空間里，並被保持架4限定在同一個平面內。動力由主動軸1（及星形套）經鋼球6傳到球形殼8輸出。

球叉式萬向節、球籠式萬向節
基本原理：從結構上保證萬向節在工作過程中，其傳力點永遠位於兩軸交點的平面上。

球叉式萬向節：
優點：結構簡單，允許最大交角32°~33°；

缺點：壓力裝配，拆裝不方便，鋼球與曲面凹槽單位壓力大，磨損快；只有兩個鋼球傳力，反轉時，另兩個鋼球傳力。

球籠式萬向節：
優點：兩軸最大交角為42°，工作時無論傳動方向，六個鋼球全部傳力。與球叉式萬向節相比，承載能力強，結構緊湊，拆裝方便。

若內外滾道採用圓桶形，則變成伸縮型球籠式萬向節，省去傳動裝置中的滑動花鍵，滑動阻力小，適用斷開式驅動橋。


撓性萬向節
撓性萬向節是依靠彈性件的彈性變形來保證兩軸間傳動時不發生機械干涉。

一般用於兩軸夾角不大於3°~5°和微量軸向位移的萬向傳動場合。

優點：消除製造安裝誤差和車架變形對傳動的影響；吸收沖擊，衰減扭轉振動；結構簡單無須潤滑

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5. 十字軸式剛性萬向節

1．構造
十字軸式剛性萬向節主要由十字軸、萬向節叉等組成。萬向節叉上的孔分別套在十字軸的四個軸頸上。在十字軸軸頸與萬向節叉孔之間裝有滾針和套筒，用帶有鎖片的螺釘和軸承蓋來使之軸向定位。為了潤滑軸承，十字軸內鑽有油道，且與油嘴、安全閥相通，如圖5－9所示。為避免潤滑油流出及塵垢進入軸承，十字軸軸頸的內端套裝著油封。安全閥的作用是當十字軸內腔潤滑脂壓力超過允許值時，閥打開潤滑脂外溢，使油封不會因油壓過高而損壞。現代汽車多採用橡膠油封，多餘的潤滑油從油封內圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出，故無需安裝安全閥。
萬向節軸承的常見定位方式，除了用蓋板定位外，還有用內、外彈性卡環進行定位。

潤滑油道及密封裝置
1－油封擋盤 2－油封 3－油封座 4－油嘴
2．拆裝、檢修
1) 拆卸
打開鎖片的鎖爪，拆下軸承蓋固定螺栓，取下鎖片和軸承蓋。用手推出軸承套筒及滾針。
對於較緊的軸承，可用手握住傳動軸或伸縮套，用錘子敲擊萬向節叉，使十字軸撞擊軸承套筒，震出滾針。
2) 裝配
按與拆卸相反的順序進行。
3) 檢修
萬向節分解完成後，需要用汽油清洗各零件，以便暴露出零件的損傷、磨損情況，而且應按以下要求檢查和修復。
a. 檢查滾針軸承，如果滾針斷裂、油封失效，應更換新件。
b. 檢查十字軸軸頸磨損、壓痕剝落等情況。十字軸軸頸輕微磨損、輕微壓痕或剝落，仍可繼續使用，如果軸頸磨損過甚、嚴重壓痕(深度超過0.1mm)或嚴重剝落時，應予以更換。
c. 檢查萬向節叉不得有裂紋或其他嚴重損傷，否則更換新件。
d. 萬向節裝配完畢後，可用手扳動十字軸進行檢驗，以轉動自如沒有松曠感覺為合適。若裝配過緊或過松，應查明原因，必要時應拆檢及重新裝配。
3．十字軸式剛性萬向節的速度特性
單個十字軸式剛性萬向節在主動軸和從動軸之間有夾角的情況下，當主動叉等角速轉動時，從動叉是不等角速的，這稱為十字軸式剛性萬向節的不等速特性。且兩轉軸之間的夾角α越大，不等速性就越大，
十字軸式剛性萬向節的不等速特性，將使從動軸及其相連的傳動部件產生扭轉振動，從而產生附加的交變載荷，影響部件壽命。

所以可以採用的雙十字軸剛性萬向節的傳動方式，第一萬向節的不等速特性可以被第二萬向節的不等速特性所抵消，從而實現兩軸間的等角速傳動。具體條件是：a)第一萬向節兩軸間夾角α1與第二萬向節兩軸間夾角α2相等；b)第一萬向節的從動叉與第二萬向節的主動叉處於同一平面。
由於懸架的振動，不可能在任何時候都保證α1＝α2，因此這種雙十字軸剛性萬向節的傳動只能近似地解決等速傳動問題，且由於兩軸夾角最大隻能是20°，因此使用上受到限制。