物理万向传动装置.pptx

5.0.1 5.0.1 万向传动装置的基本功用万向传动装置的基本功用5.0 5.0 万向传动装置概述万向传动装置概述 在空间实现不在一条直线上的动力传递，且允许两传动点之间角度和距离的改变。第1页/共46页图5-2 5-2 万向传动装置在汽车传动系统中的应用 1-1-变速器 2-2-分动器 3-3-万向传动装置 4-4-中驱动桥 5-5-后驱动桥 6-6-前驱动桥 7-7-变速驱动桥 1 1）变速器与驱动桥之间（图5-15-1）。4 4）驱动桥与驱动桥之间（图5-2a5-2a）。3 3）分动器与驱动桥之间（图5-2a5-2a）。2 2）变速器与分动器之间（图5-2a5-2a）。5 5）变速驱动桥与转向驱动轮之间（图5-2b5-2b）。（a a）（b b）5.0.2 5.0.2 万向传动装置在汽车传动系中的应用万向传动装置在汽车传动系中的应用5.0 5.0 万向传动装置概述万向传动装置概述 第2页/共46页1 1变速器与驱动桥之间 5.0.2 5.0.2 万向传动装置在汽车传动系中的应用万向传动装置在汽车传动系中的应用5.0 5.0 万向传动装置概述万向传动装置概述 第3页/共46页2 2变速器与分动器之间、分动器与驱动桥之间 5.0.2 5.0.2 万向传动装置在汽车传动系中的应用万向传动装置在汽车传动系中的应用5.0 5.0 万向传动装置概述万向传动装置概述 第4页/共46页3 3驱动桥与驱动轮之间 5.0.2 5.0.2 万向传动装置在汽车传动系中的应用万向传动装置在汽车传动系中的应用5.0 5.0 万向传动装置概述万向传动装置概述 第5页/共46页 万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，传动轴上设置能够改变长短的花键，当传动轴分段传动时，还包含有中间支承装置。5.1.5.1.1 1 万向节万向节简介简介 5.1 5.1 万向节万向节 第6页/共46页 按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可以划分为刚性万向节（图5-3a5-3a）和柔性万向节两种（图5-3b5-3b）。图图5-3 5-3 两种类型万向节两种类型万向节 1 1-万万 向向 节节 叉叉 2 2-橡橡 胶胶 联联 结结 块块 （a a）（b b）刚性万向节又可以细分为等速万向节、准等速万向节和不等速万向节三种类型。5.1.5.1.1 1 万向节万向节简介简介 5.1 5.1 万向节万向节 第7页/共46页第8页/共46页结构图图5-4 5-4 十字轴式万向节十字轴式万向节 1 1、1 10 0-万万向向节节叉叉 2 2-注注油油嘴嘴 3 3-端端 盖盖 4 4-锁锁 片片 5 5-螺螺 栓栓6 6-轴轴 承承 套套 7 7-滚滚 针针 8 8-十十 字字 轴轴 9 9-安安 全全 阀阀 1 11 1-挡挡 圈圈 十字轴式万向节主要由两个万向节叉、十字轴和轴承等组成（图5-45-4）。具有一定交角的两传动轴分别与两万向节叉1 1和1010相连，两万向节叉上的孔借滚针轴承7 7与十字轴8 8两对轴颈相套，从而使得主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向上摆动，以协调运动干涉。十字轴轴颈在万向节叉孔内的转动靠滚针轴承来减少磨损、提高效率，轴承可以借螺栓5 5和端盖3 3封装在万向节叉孔中，也可借挡圈1111实现封装。5.1.2 5.1.2 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 5.1 5.1 万向节万向节 第9页/共46页十字轴式万向节 1-1-轴承盖 2 2、6-6-万向节叉 3-3-注油嘴 4-4-十字轴 5-5-安全阀7-7-油封 8-8-滚针 9-9-套筒第10页/共46页第11页/共46页润滑图5-5 5-5 十字轴的润滑和密封 5.1.2 5.1.2 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 5.1 5.1 万向节万向节 第12页/共46页不等速性图5-6 5-6 十字轴式万向节的不等速性 十字轴式万向节具有传动不等速这一明显缺点，即当输入和输出轴之间存在夹角时，两轴旋转的角速度不相等。5.1.2 5.1.2 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 5.1 5.1 万向节万向节 第13页/共46页 1 1r r 2 2r r 1 1r r 1 1r r 1 1r r 2 2r r 2 2r r 2 2r r1=01=902=1/cos2=1 cos 第14页/共46页等速传动条件图5-7 5-7 十字轴万向节等速传动的布置方法1-1-主动叉 2-2-从动叉 十字轴万向节欲实现等速传动，需要同时满足以下三个条件：万向节成对使用，两万向节上的输入与输出轴所夹角度相同，中间传动轴上的万向节叉处于同一平面内（如图5-75-7）。5.1.2 5.1.2 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 5.1 5.1 万向节万向节 第15页/共46页5.1.2 5.1.2 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 5.1 5.1 万向节万向节 第16页/共46页图5-8 5-8 双联式万向节 1 1-万向节叉 2 2-弹簧 3 3-球碗 4 4-双联叉 5 5-球碗座 6 6-轴 双联式万向节实际上就是将中间传动轴长度缩减至零的双十字轴万向节传动机构（图5-85-8）。双联式万向节 为为使使轴轴1 1和和轴轴2 2角角速速度度相相同同，还还需需保保证证=。该该结结构构中中专专门门设设置置了了分分度度机机构构，其其原原理理是是以以球球型型铰铰链链连连接接主主从从动动轴轴两两万万向向节节叉叉，使使两两轴轴实实现联动，现联动，近似保证近似保证=。5.1.3 5.1.3 准等速万向节准等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第17页/共46页第18页/共46页 双联式万向节只具双联式万向节只具有准等速性。有准等速性。双联式万向节具有双联式万向节具有结构简单、制造方便、工结构简单、制造方便、工作可靠且能允许两轴间有作可靠且能允许两轴间有较大的轴间夹角，可用于较大的轴间夹角，可用于转向驱动桥上。转向驱动桥上。双联式万向节 5.1.3 5.1.3 准等速万向节准等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第19页/共46页图图5-9 三销式万向节三销式万向节 1 1、9 9-三三销销轴轴 2 2-主主动动轴轴叉叉 3 3-推推力力垫垫片片 4 4-密密封封罩罩5 5-毛毛粘粘圈圈 6 6-衬衬 套套 7 7-轴轴承承座座 8 8-卡卡 环环 1 10 0-从从动动轴轴叉叉 三三销销式式万万向向节节是是另另一一种种由由双双联联万万向向节节演演变变而而来来的的准准等等速速万万向向节节(图图5-95-9)，它它主主要要由由两两个个偏偏心心轴轴叉叉2 2和和1010、两两个个三三销销轴轴1 1和和9 9、以以及及相相应应的的轴轴承承和和密密封封件件组组成成。主主、从从动动偏偏心心轴轴叉叉可可以以分分别别与与转转向向驱驱动桥的内、外半轴相连接动桥的内、外半轴相连接。三销式万向节 5.1.3 5.1.3 准等速万向节准等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第20页/共46页 该该结结构构的的最最大大特特点点是是在在相相邻邻两两轴轴交交角角大大至至4545度度时时，仍仍能能保保持持较较平平稳稳地地传传动动，为为转转向向驱驱动动桥桥性性能能的的提提高高提提供供了了必必要要的的保保证证。同同时时它它也也具具有有较较大大的的扭扭矩矩传传递递能能力力，可可用于较大型的车辆用于较大型的车辆。三销式万向节 5.1.3 5.1.3 准等速万向节准等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第21页/共46页 通通过过运运动动学学分分析析可可知知，万万向向节节欲欲实实现现等等速速传传动动的的基基本本条条件件是是工工作作过过程程中中万万向向节节传传力力点点始始终终位位于于两两轴轴交交点点的的平分面上平分面上。球笼式等速万向节 5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第22页/共46页图图5-10 球笼式等速万向节球笼式等速万向节 1-1-主动轴主动轴 2 2、4-4-带箍带箍 3-3-外罩外罩 5-5-星形套星形套 6-6-保持架保持架 7-7-钢球钢球 8-8-球形壳球形壳 球球笼笼式式万万向向节节是是现现代代车车辆辆上上使使用用最最多多的的一一种种等等速速万万向向节节，其其结结构构见见图图5-105-10，主主要要由由球球形形壳壳8 8、星星形形套套5 5、钢钢球球7 7和和保持架保持架6 6组成组成。固定球笼式等速万向节(RF(RF节)5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第23页/共46页图5-10 5-10 球笼式等速万向节 1-1-主动轴 2 2、4-4-带箍 3-3-外罩 5-5-星形套 6-6-保持架 7-7-钢球 8-8-球形壳 星星形形套套以以内内花花键键与与主主动动轴轴相相连连，其其外外表表面面的的圆圆弧弧形形凹凹槽槽与与球球壳壳内内表表面面上上的的凹凹槽槽一一起起构构成成钢钢球球的的滚滚动动球球道道，保保持持架架将将钢钢球球限限制制在在球球道道内内，并并将将它它们们维维持持在在一一个个平平面面内内传递转矩传递转矩。固定球笼式等速万向节(RF(RF节)5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第24页/共46页5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第25页/共46页图5-10 5-10 球笼式等速万向节 1-1-主动轴 2 2、4-4-带箍 3-3-外罩 5-5-星形套 6-6-保持架 7-7-钢球 8-8-球形壳 由由于于星星形形套套外外球球道道中中心心B B和和球球壳壳内内滚滚道道中中心心A A分分别别位位于于万万向向节节中中心心O O的的两两边边，且且在在保保持持架架与与球球壳壳和和星星形形套套相相对对于于O O点点定定心心配配合合下下保保持持与与O O等等距距，钢钢球球中中心心C C与与A A、B B两两点等距点等距。固定球笼式等速万向节(RF(RF节)5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第26页/共46页图5-10 5-10 球笼式等速万向节 1-1-主动轴 2 2、4-4-带箍 3-3-外罩 5-5-星形套 6-6-保持架 7-7-钢球 8-8-球形壳 由由于于OA=OBOA=OB，CA=CBCA=CB，COCO为为公公共共边边，则则三三角角形形COACOA与与三三 角角 形形 COBCOB全全 等等，所所 以以COA=COBCOA=COB，由由此此可可知知，当当两两轴轴交交角角变变化化时时，传传力力的的钢钢球球所所在在平平面面始始终终平平分分两两轴轴交交角角，即即主主动动轴轴与与从从动动轴轴保保持等角速传动持等角速传动。固定球笼式等速万向节(RF(RF节)5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第27页/共46页图5-10 5-10 球笼式等速万向节 1-1-主动轴 2 2、4-4-带箍 3-3-外罩 5-5-星形套 6-6-保持架 7-7-钢球 8-8-球形壳 该该结结构构传传动动夹夹角角可可达达4545度度，传传动动中中所所有有钢钢球球均均参参与与传传力力，承承载载能能力力强强，结结构构紧紧凑，拆装方便凑，拆装方便。固定球笼式等速万向节(RF(RF节)5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第28页/共46页图5-11 5-11 伸缩型球笼万向节 1-1-保持架 2-2-筒形壳 3-3-钢球 4-4-主动轴 5 5星形套 为为满满足足轿轿车车转转向向驱驱动动桥桥上上既既需需等等速速传传动动，又又需需改改变变长长度度的的要要求求，由由上上述述普普通通球球笼笼式式万万向向节节变变形形出出了了可可伸伸缩缩型型球球笼笼式式万万向向节节（图图5-115-11），该该结结构构的的钢钢球球内内外外滚滚道道呈呈圆圆柱柱型型，传传动动过过程程中中星星形形套套5 5与与柱柱状状外外壳壳2 2可可以以沿沿轴轴向向运运动动，从从而而达达到到改改变变传动路径长度的目的传动路径长度的目的。伸缩型球笼万向节(VL(VL节)5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第29页/共46页 这这种种伸伸缩缩型型球球笼笼式式万万向向节节可可获获得得101024mm24mm的的长长度度变变化化量量，允允许许的的最最大大传传动动夹夹角角只只有有1818度度左左右右，因因此此只只适适合合于于作作为为轿轿车车断断开开式式转转向向驱驱动动桥桥的的内内侧侧万万向向节节。伸缩型球笼万向节(VL(VL节)5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第30页/共46页RFRF节和VLVL节的应用 RFRF节和节和VLVL节广泛应用于采用独立悬架的轿车转向驱动桥，如红旗、节广泛应用于采用独立悬架的轿车转向驱动桥，如红旗、桑塔纳、捷达、宝来、奥迪等轿车的前桥。其中桑塔纳、捷达、宝来、奥迪等轿车的前桥。其中RFRF节用于靠近车轮处，节用于靠近车轮处，VLVL节用于靠近驱动桥处。节用于靠近驱动桥处。5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第31页/共46页三枢轴球面滚轮式等速万向节 也有也有固定型万向节固定型万向节（Glaenzer Glaenzer Exterior)Exterior)GEGE和和伸缩型万向节伸缩型万向节（Glaenzer Intertor)Glaenzer Intertor)GIGI两种两种5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第32页/共46页三枢轴球面滚轮式等速万向节 我国生产的富康轿车和部分我国生产的富康轿车和部分夏利轿车的前转向驱动桥的内侧夏利轿车的前转向驱动桥的内侧（靠近主减速器）都采用了（靠近主减速器）都采用了GIGI。5.1.4 5.1.4 等速万向节等速万向节5.1 5.1 万向节万向节 第33页/共46页第34页/共46页第35页/共46页5.1.5.1.5 5 挠性万向节挠性万向节 5.1 5.1 万向节万向节 第36页/共46页 传动轴是联接两个万向节传传动轴是联接两个万向节传递转矩的刚性杆件。递转矩的刚性杆件。图5-12 5-12 传动轴中的滚动花键 1 1-传动轴外套管 2 2-滚 柱 3 3-传动轴内套管 由于汽车在行驶过程中由万向由于汽车在行驶过程中由万向传动装置连接的部件在位置上经常传动装置连接的部件在位置上经常发生变化，为了避免运动干涉，往发生变化，为了避免运动干涉，往往在传动轴上设置有可以往在传动轴上设置有可以轴向伸缩轴向伸缩滑动的花键滑动的花键，以适应传动轴改变长，以适应传动轴改变长度的需要度的需要。花键由花键轴和滑动套配合花键由花键轴和滑动套配合而成而成.为了减少两者轴向滑动阻为了减少两者轴向滑动阻力和磨损，提高使用寿命，在结力和磨损，提高使用寿命，在结构上它还设有加注润滑脂的油嘴，构上它还设有加注润滑脂的油嘴，以及密封用的油封、堵盖和防尘以及密封用的油封、堵盖和防尘套。同时，也可以对花键进行磷套。同时，也可以对花键进行磷化处理或喷涂尼龙层。还化处理或喷涂尼龙层。还可以在可以在花键槽内设置各种滚动元件花键槽内设置各种滚动元件，将，将花键中的滑动摩擦转化为滚动摩花键中的滑动摩擦转化为滚动摩擦（擦（图图5-125-12）。）。5.2.1 5.2.1 传动轴传动轴 5.2 5.2 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 第37页/共46页5.2.1 5.2.1 传动轴传动轴 5.2 5.2 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 第38页/共46页 当当传传动动轴轴高高速速旋旋转转时时，微微小小的的质质量量偏偏心心都都有有可可能能产产生生较较大大的的离离心心力力，从从而而导导致致剧剧烈烈的的振振动动。因因此此在在传传动动轴轴与与万万向向节节装装配配完完成成后后，需需经经过过动动平平衡衡处处理理，也也即即以以平平衡衡块块4 4（图图5-135-13）校校正正传传动动轴轴上的上的不平衡量不平衡量。图图5-135-13传动轴结构传动轴结构 1-1-注油嘴注油嘴 2-2-护套护套 3-3-主传动轴主传动轴 4-4-平衡片平衡片 5-5-油封油封 6-6-万向节滑动叉万向节滑动叉 7-7-堵盖堵盖 传动轴的动平衡 为为了了防防止止使使用用中中拆拆出出花花键键后后错错误误的的安安装装破破坏坏已已有有的的平平衡衡，在在花花键键轴轴和和滑滑动动套套上上均均刻刻有有指指明明装装配配位位置置关关系系的的记号记号。5.2.1 5.2.1 传动轴传动轴 5.2 5.2 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 第39页/共46页 随着传动轴长度增加，其自随着传动轴长度增加，其自振频率降低，易导致传动轴产生振频率降低，易导致传动轴产生共振，因此当实际使用中传动轴共振，因此当实际使用中传动轴过长时，常将传动轴分成两段或过长时，常将传动轴分成两段或者三段，并且以者三段，并且以中间支承中间支承加以固加以固定。定。图5-14 5-14 传动轴中间支承 1 1-传 动 轴 2 2-油 封 3 3-轴 承 人4 4-轴 承 座5 5-车架横梁 6 6-橡胶垫 7 7-注油嘴 8 8-U U 形 架 通常，中间支承安装在车架通常，中间支承安装在车架横梁上，横梁上，它应能够补偿传动轴轴它应能够补偿传动轴轴向和角度上的安装误差和车架变向和角度上的安装误差和车架变形引起的干涉形引起的干涉（图图5-145-14）。）。5.2.2 5.2.2 中间支承中间支承 5.2 5.2 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 第40页/共46页 解放解放CA1091CA1091型汽车传动轴中间支型汽车传动轴中间支承的特点是，用蜂窝形橡胶垫支承，承的特点是，用蜂窝形橡胶垫支承，补偿安装误差和运动中的位移。补偿安装误差和运动中的位移。5.2.2 5.2.2 中间支承中间支承 5.2 5.2 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 第41页/共46页摆动式中间支承的特点是，中间传动轴可以通过摆臂绕支承轴摆动式中间支承的特点是，中间传动轴可以通过摆臂绕支承轴摆动；支承轴和摆臂下端均有橡胶衬套，可以改善轴承受力。摆动；支承轴和摆臂下端均有橡胶衬套，可以改善轴承受力。5.2.2 5.2.2 中间支承中间支承 5.2 5.2 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 第42页/共46页第43页/共46页第44页/共46页思考题思考题1 1 汽汽车车传传动动系系中中为为何何要要采采用用万万向向传传动动装装置置？汽汽车车上上有有哪些地方需要使用万向传动装置？哪些地方需要使用万向传动装置？2 2 空间万向节通常可以分为那两大类？空间万向节通常可以分为那两大类？3 3 怎样使用不等速万向节才能实现等速传动？怎样使用不等速万向节才能实现等速传动？4 4 什么是等速万向节的等速条件？什么是等速万向节的等速条件？5 5 对传动轴中间支撑有何要求？对传动轴中间支撑有何要求？第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页