汽車結(jié)構(gòu)第17章-萬向傳動裝置

1、《汽車構(gòu)造》電子教案第十七章 萬向傳動裝置,2024/4/2,第2頁,第十七章 萬向傳動裝置,萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還加裝中間支承。汽車上任何一對軸線相交且相對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞，均須通過萬向傳動裝置。,2024/4/2,第3頁,a.采用一般由兩個萬向節(jié)和一根傳動軸組成的萬向傳動裝置,b.在變速器與驅(qū)動橋距離較遠的情況下。應將傳動軸分成兩段,c.對于雙軸驅(qū)動的越野汽車,d.在三軸驅(qū)動的越野汽車中，

2、中后橋的驅(qū)動形式有兩種，即貫通式,e.非貫通式,f.對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋,采用獨立懸架，則在靠近主減速器處也需要有萬向節(jié),g.對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋,前驅(qū)動輪用非獨立懸架，只須在轉(zhuǎn)向輪附近裝一個萬向節(jié),2024/4/2,第4頁,萬向傳動裝置,萬向傳動裝置除用于汽車的傳動系外，還可用與動力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)。,第一節(jié) 萬向節(jié),第二節(jié) 傳動軸和中間支撐,2024/4/2,第5頁,第一節(jié) 萬向節(jié),2024/4/2,第6頁,十字軸式剛性萬向節(jié),十

3、字軸式剛性萬向節(jié)因其結(jié)構(gòu)簡單，傳動可靠，效率高，且允許兩傳動軸之間有較大的交角（一般為15º~20º），故普遍用于各類汽車的傳動系中。,1.十字軸式剛性萬向節(jié)的構(gòu)造及潤滑,2.十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等速性,3.雙萬向節(jié)傳動的等速條件,2024/4/2,第7頁,構(gòu)造,十字軸式萬向節(jié)的損壞是以十字軸頸和滾針軸承的磨損為標志的，因此潤滑與密封直接影響萬向節(jié)的使用壽命。為了提高密封性能,近年來在十字軸式萬向節(jié)多采用圖17

4、-4所示的橡膠油封。,2024/4/2,第8頁,十字軸式剛性萬向節(jié),2024/4/2,第9頁,十字軸式剛性萬向節(jié),2024/4/2,第10頁,十字軸式剛性萬向節(jié),2024/4/2,第11頁,萬向節(jié)中常見的滾針軸承的軸向定位方式,除蓋板式外,還應用內(nèi),外擋圈固定式(圖17-5和圖17-6)。其特點是工作可靠，零件少，結(jié)構(gòu)簡單。,2024/4/2,第12頁,十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等速性，單個十字軸式剛性萬向節(jié)在輸入軸和輸出軸之間有夾角的

5、情況下，其兩軸的角速度是不相等的。,主動叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動軸垂直的情況,2024/4/2,第13頁,主動叉在水平位置，并且十字軸平面與從動軸垂直時的情況 。當主、從動叉轉(zhuǎn)到所述位置時，從動軸轉(zhuǎn)速小于主動軸轉(zhuǎn)速。,由這兩個特殊情況的分析可以看出，十字軸式萬向節(jié)在轉(zhuǎn)動過程中，主、從動軸的轉(zhuǎn)速是不相等的。,2024/4/2,第14頁,圖17-7c表示兩軸轉(zhuǎn)角差 隨主動軸轉(zhuǎn)角 的變化關(guān)系。必須注意的是，所謂的

6、“傳動的不等速性”，是指從動軸在一周中角速度不均而言。而主、從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動軸轉(zhuǎn)過一周從動軸也轉(zhuǎn)過一周。,單萬向節(jié)轉(zhuǎn)動的不等速性，將使從動軸及與其相連的傳動部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。,兩軸交角 越大，轉(zhuǎn)角差越大，即萬向節(jié)轉(zhuǎn)動的不等速性越嚴重。,2024/4/2,第15頁,雙萬向節(jié)傳動的等速條件,①第一萬向節(jié)兩軸間夾角與第二萬向節(jié)兩軸間夾角相等；②第一萬向節(jié)的從動叉與第二萬向節(jié)的主動

7、叉處于同一平面內(nèi)。后一條件完全可以由傳動軸和萬向節(jié)的正確裝配保證。但是，前一條件（ ）只能在采用驅(qū)動輪獨立懸架時，才有可能通過整車的總布置設計和總裝配工藝的保證來實現(xiàn)，,2024/4/2,第16頁,準等速萬向節(jié),準等速萬向節(jié)是根據(jù)上述雙萬向節(jié)實現(xiàn)等速傳動的原理而實現(xiàn)的，常見的有雙聯(lián)式和三銷軸式萬向節(jié)。,雙聯(lián)式萬向節(jié),三銷軸式萬向節(jié),2024/4/2,第17頁,雙聯(lián)式萬向節(jié),雙聯(lián)式萬向節(jié)實際上是一套傳動軸長度縮減至最

8、小的雙萬向節(jié)等速傳動裝置。 雙聯(lián)式萬向節(jié)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋時，可以沒有分度機構(gòu)，但必須在結(jié)構(gòu)上保證雙聯(lián)式萬向節(jié)中心位于主銷軸線與半軸軸線的交點，以保證準等速傳動。雙聯(lián)式萬向節(jié)允許有較大的軸間夾角，且具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，工作可靠等優(yōu)點，故在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中的應用逐漸增多。,2024/4/2,第18頁,雙聯(lián)式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)實例,2024/4/2,第19頁,三銷軸式萬向節(jié),三銷軸式萬向節(jié)是雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來的準等速萬向節(jié)。 三銷軸式萬向節(jié)

9、的最大特點是允許相鄰兩軸有較大的交角，最大可達45º。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，提高汽車的機動性。其缺點是占用空間較大。,2024/4/2,第20頁,球面滾輪式萬向節(jié),圖17-11所示為一種得到較廣泛應用的球面滾輪式準等速萬向節(jié)。裝在與萬向節(jié)軸5制成一體的三根銷軸3上的球面滾輪4，可沿與另一萬向節(jié)軸1相連的筒狀體的三個軸向槽2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(zhuǎn)矩。結(jié)

10、構(gòu)上應保證沿圓周等分的三個球面滾輪的軸線始終位于或近似位于萬向節(jié)兩軸夾角的等分面上。該萬向節(jié)允許的軸間夾角可達43°。,2024/4/2,第21頁,等速萬向節(jié),2024/4/2,第22頁,等速萬向節(jié),球籠式萬向節(jié),球叉式萬向節(jié),等速萬向節(jié)基本原理,2024/4/2,第23頁,基本原理,等速萬向節(jié)的基本原理是，從結(jié)構(gòu)上保證萬向節(jié)在工作過程中的傳力點永遠位于兩軸結(jié)交點的平分面上。圖17-12為一對大小相同的錐齒輪傳動示意圖 。,2

11、024/4/2,第24頁,球叉式萬向節(jié),球叉式萬向節(jié)的構(gòu)造如圖17-13所示。,2024/4/2,第25頁,這種結(jié)構(gòu)的等角速傳動原理可按圖17-14來說明,主動叉和從動叉的中心線是以 為圓心的兩個半徑相等的圓，而圓心與萬向節(jié)中心O的距離相等。因此，在主動軸和從動軸以任何角度相交的情況下，傳動鋼球中心都位于兩圓的交點上，以即所有傳動鋼球都位于角平分面上，因而保證了等角速傳動。,2024/4/2,第26頁,球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)

12、簡單，允許最大交角為32º—33º，一般應用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，如圖17-15所示。,近年來，有些球叉式萬向節(jié)中省去了定位銷和鎖止銷，中心鋼球上也沒有凹面，靠壓力裝配。這樣，結(jié)構(gòu)更為簡單，但拆裝不便。 球叉式萬向節(jié)工作時，只有兩個鋼球傳力，反轉(zhuǎn)時，則由另兩個鋼球傳力。因此，鋼球與曲面凹槽之間的單位壓力越大，磨損較快，影響使用壽命。,2024/4/2,第27頁,球籠式萬向節(jié),2024/4/2,第28頁,球籠式萬向節(jié)

13、的等速傳動原理,球籠式等角速萬向節(jié)在兩軸最大交角47º的情況下，仍可傳遞轉(zhuǎn)矩，且在工作時，無論傳動方向如何，6個鋼球全部傳力。與球叉式萬向節(jié)相比，其承載能力強，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，因此應用越來越廣泛 。,2024/4/2,第29頁,,伸縮型球籠式萬向節(jié)（簡稱VL節(jié)）的結(jié)構(gòu),伸縮型球籠式萬向節(jié)（VL節(jié)），在傳動驅(qū)動橋中均布置在靠傳動器一側(cè)（內(nèi)側(cè)），而軸向不能伸縮的球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)）則布置在轉(zhuǎn)向節(jié)處（外側(cè)），,2024/4/2

14、,第30頁,撓性萬向節(jié),撓性萬向節(jié)依靠其中彈性件變形來保證在相交兩軸間傳動時不發(fā)生機械干涉。彈性件可以是橡膠盤，橡膠金屬套筒，六角形橡膠圈或其他結(jié)構(gòu)形式。由于彈性件的彈性變形量有限，故撓性萬向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大（3º—5º）和只有微量軸向位移的萬向傳動場合。它可以消除制造安裝誤差和車架變形對傳動的影響。此外，它還具有能吸收傳動系中的沖擊載荷和衰減扭轉(zhuǎn)振動，結(jié)構(gòu)簡單，無需潤滑等優(yōu)點。,2024/4/2,第31頁,

15、圖17-20所示為原上海SH380A型自卸汽車上用來聯(lián)接發(fā)動機輸出軸與液力機械變速器輸入軸的撓性萬向節(jié)。,彈性連接件的結(jié)構(gòu)如圖17-21所示。兩個橡膠塊1裝在兩半對和的外殼3中，每個橡膠塊中有一襯套2。,2024/4/2,第32頁,第二節(jié) 傳動軸和中間支撐,常見的輕中型貨車中，連接變速器與驅(qū)動橋的傳動軸部件由傳動軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬向節(jié)叉組成。汽車行駛過程中，變速器與驅(qū)動橋的相對位置經(jīng)常變化，為避免運動干涉，傳動軸中設有由滑動

16、叉和花鍵軸組成的滑動花鍵連接，以實現(xiàn)傳動軸長度的變化。為減少摩損，還裝有用以加注滑脂的油嘴、油封、堵塞和防塵套。,2024/4/2,第33頁,傳動軸在高速旋轉(zhuǎn)時，由于離心力作用將產(chǎn)生劇烈振動。因此，當傳動軸與萬向節(jié)裝配后，必須滿足動平衡要求。 傳動軸過長時，自振頻率降低，易產(chǎn)生共振，故常將其分為兩段并加中間支承。,2024/4/2,第34頁,2024/4/2,第35頁,傳動軸分段時須加中間支承。通常中間支承安裝在車架橫梁上，應能補償傳

17、動軸軸向和角度方向的安裝誤差以及車輛行駛過程中由于發(fā)動機傳動或車架等變形所引起的位移。 東風EQ1090E型汽車的中間傳動軸采用蜂窩軟墊式中間支承（圖17-25）與車架相連接。,能適應安裝誤差和行駛中出現(xiàn)的位移。還可吸收振動并減少噪聲傳導。蜂窩軟墊式結(jié)構(gòu)簡單，效果良好，應用較廣泛。,2024/4/2,第36頁,有的汽車采用擺動式中間支承（圖17-26）。當發(fā)動機軸向竄動時，中間支承可繞支承軸3擺動，改善了軸承的受力狀況。此外

18、，橡膠襯套2和5能適應傳動軸軸線在橫向平面內(nèi)少量的位置變化。,2024/4/2,第37頁,東風EQ2080型越野汽車從分動器4（圖17-28）到驅(qū)動橋10的傳動軸，是由后橋中間傳動軸6和后橋傳動軸9組成,2024/4/2,第38頁,中間支承的結(jié)構(gòu)見圖17-29。中間支承軸13支與安裝在中間支承殼體14內(nèi)的兩個圓錐滾子軸承10上。,,整個中間支承用兩個U形螺栓4和中間支承托板2固定在中橋殼3上，并用兩個定位銷17在中橋殼上定位。調(diào)整墊片9