万向传动装置釆用双十字轴

1. 带你认识万向轴承工作原理与详细分类

人们的生活中要用到形形色色的不同的零件，轴承便是其中之一。在轮子等各种需要用到转动的地方都有轴承的身影。而今天要说的就是万向轴承。万向轴承，指的是利用球型连接实现不同轴的动力传送的机械结构，是汽车上轴承一个很重要的部件，需要装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间，或者变速器输出轴与驱动器输入轴之间。现在小编就带你来认识一下万向轴承。

万向轴承工作原理

万向节轴承工作原理主动叉在垂直位置直线轴承，并且十字轴平面与主动轴垂直时。此时，主动叉与十字轴连接点和从动叉与十字轴连接点在十字特种轴承轴平面上的线速度相等。从动叉向十字轴平面的速度投影。由于在采用非独立悬推力滚子轴承架时，条件一很难满足，变速器不主减速器相对位置不断变化，只能做到不等速性尽可能小。

双十字轴式万向节实现两轴间变速器的输出轴和驱动桥的输入轴的等速传动的条件.主动叉在水平位置，并且十字转盘轴承轴平面与从动轴垂直时.主动叉向十字轴平面的速度投影。第一个万向节的轴承从动叉与第二个万向节的主动叉处于同一平面。主从动轴的转角转速关轴承系。两轴交角越大，转速越大，传动轴的不等速性越差。

万向轴承分类

准等速万向节和等速万向推力球轴承节

双联式万向节实际上是一套将传动轴长度减缩至最小的双十轴承字轴式万向节等速传动装置，双联叉相当于传动轴及两端处在同一平面上的万向节叉。在当输出轴与输型号查询入轴的交角较小时，能使两轴角速度接近相等，处在圆弧上的两轴轴线交点离上述中垂线很近，使得α调心滚子轴承1与α2的差很小，所以称双联式万向节为准等速万向节。

等速万向节

缺点：压力装配，钢球与曲面凹槽单位压力大，拆装不方便，磨损快。只有两个钢球传力，反转时，另两个钢球传力。

球笼式万向节

优点：工作时无论传动方向，六个钢球全部传力。与球叉式万向节相比，结构紧凑，承载能力强，拆装方便。

球叉式万向节

若内外滚道采用圆桶形，滑动阻力小，省转盘轴承去传动装置中的滑动花键，则变成伸缩型球笼式万向节，适用断开式驱动桥。目前轿车上轴承常用的等速万向节为球笼式万向节，也有采用球叉式万向节或自由三枢轴万向节的。

三销轴式万向轴承节

优点：允许相邻两轴有较大的交角，在转向驱动桥中可使汽型号查询车获得较小的转弯半径，提高汽车机动性。缺点：所占空间较大。由双联式万向节演变而来。

挠性万向节

挠性万向节是依靠弹性件的弹调心滚子轴承性变形来保证两轴间传动时不发生机械干涉。优点：消除制造安装误差和车架变形对传动进口轴承网的影响。吸收冲击，衰减扭转振动。结构简单无须润滑。

双厂联式万向节

原理：根据双十字轴万向节实现等速传动的原理。当万向节叉相对万向节轧机轴承叉在一定的角度范围内摆动时，从而保证两轴角速度接近相等，双联叉也被带动偏转相应角度，使两满装滚子轴承十字轴中心连线与两万向节叉的轴线的交角差值很小，在差值允许范围内，双联式万向节具有准等速关节轴承性。

优点：允许较大的轴间夹角，工作可靠，结构简单，制造方便，双联式万向节用于转向驱动桥，但必须在结构上保证双联式万向节中心位于主销轴线与半轴轴线的交点，可以没有分度机构，以保证等速传动。

万向轴承保证了汽车的基本运作，是一辆汽车上必不可缺少的部件，也是为我们的生活所服务。万向轴承发明已久，各种改进也经历了许多，形成了一个万向轴承家族。在科技高速发展的今天，各种创新层出不穷，轴承也是一样，相信在不久的将来能有新样式的万向轴承发明出来，性能更好使用更方便，是现代制造业的一次起飞，也是人类装备的一次跨越式发展。

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2. 双十字轴万向节要实现等速传动的条件是什么

两轴在同一平面内且成一条直线实现等速传动。如同一根轴。

3. 万向传动节的分类

按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。钢性万向节又可分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（如双联式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节）三种。


不等速万向节
十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜。下图所示的十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。两万向节叉1和3上的孔分别套在十字轴2的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动，这样就适应了夹角和距离同时变化的需要。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。

十字轴式刚性万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角α不为零的情况下，不能传递等角速转动。

当满足以下两个条件时，可以实现由变速器的输出轴到驱动桥的。

构造
润滑密封、内外挡圈定位

工作原理
1．主动叉在垂直位置，并且十字轴平面与主动轴垂直时。此时，主动叉与十字轴连接点a和从动叉与十字轴连接点b在十字轴平面上的线速度相等。（从动叉向十字轴平面的速度投影）。

2．主动叉在水平位置，并且十字轴平面与从动轴垂直时。（主动叉向十字轴平面的速度投影）。

3．主从动轴的转角转速关系。

两轴交角越大，转速越大，传动轴的不等速性越差。

十字轴万向节的不等速性：是指从动轴在一周中角速度不均匀，若主动轴以等角速度转动，则从动轴时快时慢，即单个十字轴万向节在有夹角时传动的不等速性。

双十字轴式万向节实现两轴间（变速器的输出轴和驱动桥的输入轴）的等速传动的条件：

①．第一个万向节两轴间的夹角与第二个万向节两轴间夹角相等（设计保证）；

②．第一个万向节的从动叉与第二个万向节的主动叉处于同一平面（由装配保证）。

由于在采用非独立悬架时，变速器和主减速器相对位置不断变化，条件一很难满足，只能做到不等速性尽可能小。

十字轴双万向节传动的等速条件：在变速器的输出轴和驱动桥的输入轴之间，采用双万向节传动，则第一万向节的不等速效应就有可能被第二万向节的不等速效应所抵消，从而实现两轴间的等角速传动。根据运动学分析得知，要达到这一目的，需满足两个条件①第一万向节两轴间夹角α1与第二万向节两轴间夹角α2相等；②第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉于同一平面内。第一个条件只有在驱动轮采用独立悬架时，才有可能通过整车的总体布置设计和总装配工艺的保证而实现。

十字轴式万向节等速条件：

（1）采用双万向节传动；

（2）第一万向节两轴间的夹角1与第二万向节两轴间的夹角2相等；

（3）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内。

常见的准等速万向节有双联式和三销轴式两种，它们的工作原理与双十字轴式万向节实现等速传动的原理是一样的。

双联式万向节实际上是一套将传动轴长度减缩至最小的双十字轴式万向节等速传动装置，双联叉相当于传动轴及两端处在同一平面上的万向节叉。在当输出轴与输入轴的交角较小时，处在圆弧上的两轴轴线交点离上述中垂线很近，使得α1与α2的差很小，能使两轴角速度接近相等，所以称双联式万向节为准等速万向节。

双联式和三销轴式
双联式：
原理：根据双十字轴万向节实现等速传动的原理。当万向节叉2相对万向节叉1在一定的角度范围内摆动时，双联叉也被带动偏转相应角度，使两十字轴中心连线与两万向节叉的轴线的交角差值很小，从而保证两轴角速度接近相等，在差值允许范围内，双联式万向节具有准等速性。

优点：允许较大的轴间夹角，结构简单，制造方便，工作可靠，交角最大可达50º

双联式万向节用于转向驱动桥，可以没有分度机构，但必须在结构上保证双联式万向节中心位于主销轴线与半轴轴线的交点，以保证等速传动。

三销轴式万向节：
由双联式万向节演变而来。

优点：允许相邻两轴有较大的交角，最大达45°，在转向驱动桥中可使汽车获得较小的转弯半径，提高汽车机动性。

缺点：所占空间较大。

主动轴位置 0°~90° 90°~180° 180°~360°
从动叉超前主动叉在45°,时达到最大,从动轴先加速后减速 从动叉滞后主动叉在135°,时达到最大,从动轴先减速后加速 同前180°
球面滚轮式万向节：

装在与万向节轴制成一体的三根销轴上的球面滚轮，可沿与另一万向节轴1相连的筒状体的三个轴向槽移动，起到伸缩花键的作用。三个球面滚轮与筒状体的槽壁之间可传递转矩。结构上应保证沿圆周等分的三个球面滚轮的轴线始终位于或近似位于万向节两轴夹角的等分面上。该万向节允许的轴间夹角可达43°，加工也比较容易。

等速万向节
乘用车上常用的等速万向节有球笼式万向节和球叉式万向节，也有用的自由三枢轴万向节的。

球笼式万向节的结构见下图。星形套7以内花键与主动轴1相连，其外表面有六条弧形凹槽，形成内滚道。球形壳8的内表面有相应的六条弧形凹槽，形成外滚道。六个钢球6分别装在由六组内外滚道所对出的空间里，并被保持架4限定在同一个平面内。动力由主动轴1（及星形套）经钢球6传到球形壳8输出。

球叉式万向节、球笼式万向节
基本原理：从结构上保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交点的平面上。

球叉式万向节：
优点：结构简单，允许最大交角32°~33°；

缺点：压力装配，拆装不方便，钢球与曲面凹槽单位压力大，磨损快；只有两个钢球传力，反转时，另两个钢球传力。

球笼式万向节：
优点：两轴最大交角为42°，工作时无论传动方向，六个钢球全部传力。与球叉式万向节相比，承载能力强，结构紧凑，拆装方便。

若内外滚道采用圆桶形，则变成伸缩型球笼式万向节，省去传动装置中的滑动花键，滑动阻力小，适用断开式驱动桥。


挠性万向节
挠性万向节是依靠弹性件的弹性变形来保证两轴间传动时不发生机械干涉。

一般用于两轴夹角不大于3°~5°和微量轴向位移的万向传动场合。

优点：消除制造安装误差和车架变形对传动的影响；吸收冲击，衰减扭转振动；结构简单无须润滑

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5. 十字轴式刚性万向节

1．构造
十字轴式刚性万向节主要由十字轴、万向节叉等组成。万向节叉上的孔分别套在十字轴的四个轴颈上。在十字轴轴颈与万向节叉孔之间装有滚针和套筒，用带有锁片的螺钉和轴承盖来使之轴向定位。为了润滑轴承，十字轴内钻有油道，且与油嘴、安全阀相通，如图5－9所示。为避免润滑油流出及尘垢进入轴承，十字轴轴颈的内端套装着油封。安全阀的作用是当十字轴内腔润滑脂压力超过允许值时，阀打开润滑脂外溢，使油封不会因油压过高而损坏。现代汽车多采用橡胶油封，多余的润滑油从油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，故无需安装安全阀。
万向节轴承的常见定位方式，除了用盖板定位外，还有用内、外弹性卡环进行定位。

润滑油道及密封装置
1－油封挡盘 2－油封 3－油封座 4－油嘴
2．拆装、检修
1) 拆卸
打开锁片的锁爪，拆下轴承盖固定螺栓，取下锁片和轴承盖。用手推出轴承套筒及滚针。
对于较紧的轴承，可用手握住传动轴或伸缩套，用锤子敲击万向节叉，使十字轴撞击轴承套筒，震出滚针。
2) 装配
按与拆卸相反的顺序进行。
3) 检修
万向节分解完成后，需要用汽油清洗各零件，以便暴露出零件的损伤、磨损情况，而且应按以下要求检查和修复。
a. 检查滚针轴承，如果滚针断裂、油封失效，应更换新件。
b. 检查十字轴轴颈磨损、压痕剥落等情况。十字轴轴颈轻微磨损、轻微压痕或剥落，仍可继续使用，如果轴颈磨损过甚、严重压痕(深度超过0.1mm)或严重剥落时，应予以更换。
c. 检查万向节叉不得有裂纹或其他严重损伤，否则更换新件。
d. 万向节装配完毕后，可用手扳动十字轴进行检验，以转动自如没有松旷感觉为合适。若装配过紧或过松，应查明原因，必要时应拆检及重新装配。
3．十字轴式刚性万向节的速度特性
单个十字轴式刚性万向节在主动轴和从动轴之间有夹角的情况下，当主动叉等角速转动时，从动叉是不等角速的，这称为十字轴式刚性万向节的不等速特性。且两转轴之间的夹角α越大，不等速性就越大，
十字轴式刚性万向节的不等速特性，将使从动轴及其相连的传动部件产生扭转振动，从而产生附加的交变载荷，影响部件寿命。

所以可以采用的双十字轴刚性万向节的传动方式，第一万向节的不等速特性可以被第二万向节的不等速特性所抵消，从而实现两轴间的等角速传动。具体条件是：a)第一万向节两轴间夹角α1与第二万向节两轴间夹角α2相等；b)第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面。
由于悬架的振动，不可能在任何时候都保证α1＝α2，因此这种双十字轴刚性万向节的传动只能近似地解决等速传动问题，且由于两轴夹角最大只能是20°，因此使用上受到限制。