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万向传动装置示意图

发布时间:2024-06-16 00:05:38

1. 万向传动装置的应用

万向传动装置在汽车上的应用主要有以下几个方面:
1) 变速器与驱动桥内之间(4×2汽车)一般汽车的变速容器、离合器与发动机三者装合为一体装在车架上,驱动桥通过悬架与车架相连。在负荷变化及汽车在不平路面行驶时引起的跳动,会使驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化。

2) 变速器与分动器、分动器与驱动桥之间(越野汽车),如图5-4所示:为消除车架变形及制造、装配误差等引起的其轴线同轴度误差对动力传递的影响,须装有万向传动装置。

3) 转向驱动桥的内、外半轴之间:转向时两段半轴轴线相交且交角变化,因此要用万向节。
4) 断开式驱动桥的半轴之间,:主减速器壳在车架上是固定的,桥壳上下摆动,半轴是分段的,须用万向节。

5) 转向机构的转向轴和转向器之间:有利于转向机构的总体布置。

2. 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

3. 万向节和联轴器的区别最好有图片说明

1、定义不同

联轴器用来将不同机构中的主动轴和从动轴牢固地联接起来一同旋转,并传递运动和扭矩的机械部件。万向节是实现变角度动力传递的机件,用于需要改变传动轴线方向的位置,它是汽车驱动系统的万向传动装置的 “关节”部件。

3、特点不同

联轴器安全、可靠,具有足够的强度和使用寿命。万向器结构简单,装拆、维护方便。

4. 万向传动装置安装位置

① 拧松传动轴螺栓,如图 3-17 所示。
② 松开车轮螺栓。
③ 升高车辆。
④ 拆卸车轮。
⑤ 拆卸隔声垫。
⑥ 拧下连接杆 3 右侧和左侧的六角螺母 1,如图 3-18 所示。

⑦ 从稳定杆 2 上拔出连接杆 3。
⑧ 对于带有车辆高度传感器的车辆:先拧出螺母 1,再将左前车辆高度传感器 G78 或右前车辆高度传感器 G289 的支架 2 从摆臂 3 中拔出,如图 3-19 所示。
⑨ 拧出主销上的螺母(图 3-20 中箭头位置)。

⑩ 将摆臂从主销上松开。
⑪ 将传动轴从法兰轴 / 变速器上拧下(图 3-21 中箭头位置)。
⑫ 向左转动车轮轴承罩。
⑬ 从轮毂上拉出传动轴。注意:如果无法从车轮轴承中拉出传动轴,可以用压出器T10520 将传动轴从车轮轴承中压出,如图 3-22 所示。


将压出器 T10520 用 3 个车轮螺栓 1 固定在轮毂上,目的是压出传动轴 2,如图 3-23 所示。注意:压出器 T10520
必须遵守规定的顺序,用手拧紧滚花螺母 1,只能用扳手转动螺栓 2,用压出器 T10520 压出传动轴,如图 3-24 所示。
⑮ 取出传动轴。

三销式万向节的拆卸和安装

① 拧松传动轴螺栓如图 3-25 所示。
② 松开车轮螺栓。
③ 升高车辆。
④ 拆卸车轮。
⑤ 拧下连接杆 3 右侧和左侧的六角螺母 1,如图 3-26 所示。

⑥ 从稳定杆 2 上拔出连接杆 3。
⑦ 拧下螺母箭头如图 3-27 所示。
⑧ 将带转向节主销的车轮轴承罩从摆臂上拉出。
⑨ 将传动轴从轮毂中拉出并固定在车身上。如果无法将从车轮轴承中拉出传动轴,可以用压出器 T10520 将传动轴从车轮轴承中压出。在使用压出器 T10520 之前,要注意放入压块 1,如图 3-28 所示。


将压出器 T10520 用 3 个车轮螺栓 1 固定在轮毂上,目的是压出传动轴 2,如图 3-29 所示。压出器 T10520
必须遵守规定的顺序,用手拧紧滚花螺母 1,只能用扳手转动螺栓 2,用压出器 T10520 压出传动轴,如图 3-30
所示。提示:在操作结束或调整时,必须重新将丝杆安装到其初始位置,以便可以使用液压功能。

⑪ 将楔子 T10161 装入变速器壳体和三销式万向节之间,如图 3-31 所示。
⑫ 用橡胶锤敲击楔子 T10161,将内侧万向节从变速器中敲出。
⑬ 取出传动轴。

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