汽车原理-万向传动装置
第五章 万向传动装置
汽车在行使过程中，变速器与驱动桥的相对 位置经常变化，影响动力传动；故传动轴中 设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键连接， 实现传动轴长度的变化，防止了传动轴运动 干涉。
传动轴较长时，一般做成两段。目的是避免 传动轴过长，自振频率降低而产生共振；同 时提高了传动轴的临界转速和工作可靠性。 传动轴上贴有平衡片，以防止传动轴高速旋 转时质量的偏移而导致剧烈振动。
汽车行驶时有 异响
汽车行驶时有异 响且车身抖动
万向传动装置组成
万向节——变角度传动 传动轴（伸缩）——变距离传动 中间支承——远距离传动
万向传动装置在汽车上应用： 1、用于发动机前置后轮驱动汽车 变速器输出轴与驱动桥输入轴不能用刚性连 接，必须采用两个万向节和一个传动轴连接。 长距离加中间支承
2、多轴驱动的越 野车 两轴驱动的越野 车汽车变速器与 分动器间，由于 装配、制造及传 动的误差，它们 间装有万向节和 传动轴。 三轴驱动的越野 车汽车，中、后 桥间有贯通式和 非贯通式传动。 贯通式装有万向 节；非贯通式装 有中间支承。
球笼（保持架）
星形套（内滚道） 钢球
球形壳（外 滚道）
外滚道中心A与内滚道中心B分别位于万向节中心O的两侧， 且到O点的距离相等。球滚动时，同时以A、B为球心滚动， 所以CA=CB，所以，两轴相交任意角度时，传力刚球的中 心都位于角交的平分面上。
承载能力强，结构紧凑，拆装方便，两轴最 大交角为42°
故：主动叉转速大于从动叉转速。
ω1
B
α
oαLeabharlann ω2结论： 单个十字轴万向节在有夹角传动时，若主动轴匀速转动 （ω 1=常数），则从动轴的角速度ω 2将在ω 1/cosα ～ ω 1cosα 之间时快时慢地周期性变化——不等速性。 不等速性是指从动轴在一周中角速度不匀而言的，而主、从 动轴的平均转速是相等的，即主动轴转过一周从动轴也转过 一周。 两轴交角α 愈大，转角差愈大，万向节传动的不等速性愈严 重。 不等速性危害：使从动轴及与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 现代汽车采用双十字轴万向节串联安装（用传动轴把两个万 向节连接起来）的办法来实现两轴间的等速传动。
教材-底盘第1章汽车传动系第5节万向传动装置
1、十字轴刚性万向节 汽车传动系中广泛应
用十字轴刚性万向节， 它允许相邻两轴的最
大交角为5°～20°。
⑴十字轴刚性万向节的构造 它由万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封和油嘴等组成。 2个万向节叉通过其上的孔分别活套在十字轴的两对轴颈上 十字轴颈和万向节叉孔间装有滚针和套筒组成的滚针轴承．然后用螺 栓和轴承盖将套筒同定在万向节叉上，并用锁片锁紧．以防止 套筒在叉孔内转动和运转中由于离心力作用被甩出。
为了润滑轴承．十字轴轴颈做成中空的油道并与轴颈安全阀相通，润 错油从油嘴注入十字轴内腔。
安全阀装在十字轴中部，为了避免润滑油的流出及尘垢进人轴承，在 十字轴的轴颈上套着装在金属座圈内的毛毡油封。
十字轴上的安全阀可自动控制油道内的油压，如油压过高．安全阀被 顶开，使润滑油外溢，以保证油封不致因油压过高而损坏。
⑷球笼式万向节 球笼式万向节结构由星形套、钢球、保持架(球笼)、球形壳等组成。 星形套以内花键与主动轴相连，其外表面有凹槽形成内滚道； 球形壳内表面也有相应的凹槽，形成外滚遭。
6个钢球分别装在各条凹槽中，并由保持架保持在一个平面内。
由于这种结构设计，使得外半轴外环的内球面中心A与内环的外球 叫中心B分别位于交点O两侧。因OA=OB，CA=CB，OC为公共边．所以 △AOC≌BOC ，于是∠ AOC=∠0BC。
第五节 万向传动装置
一、万向传动装置的功用及组成和类型 1、万向传动装置的功用和组成 在发动机前置后轮驱动的汽车上，变速器常与发动机、离台器 连成一体支承在车架上，驱动桥则通过悬架装置与车架连接。驱动 桥由于装载重量变化及路面的凸凹不平会产生上下运动，而汽车存 加速或减速时，由于惯性产生前后运动，结果在变速器与主减速器 之间产生轴交角与距离的变化。
万向传动装置工作原理
万向传动装置工作原理万向传动装置是一种常见于汽车、飞机、船舶等交通工具中的机械装置，用于使传动轴能够在任意角度上旋转和传递动力。
它通过一系列的齿轮和万向节的组合来实现。
本文将详细介绍万向传动装置的工作原理。
1. 万向传动装置的概述万向传动装置主要由输入轴、输出轴和中间的齿轮组成。
输入轴从动力源（如发动机）接收动力，输出轴将动力传递给驱动部件（如车轮）。
齿轮主要起到传递动力和改变运动方向的作用。
而万向节则允许输出轴在不同角度下旋转，从而适应各种工作环境。
万向传动装置的工作原理可以简单描述为输入轴转动，通过一系列齿轮和万向节的配合，使输出轴获得相应的转动。
2. 齿轮传动齿轮传动是万向传动装置的基础。
它利用齿轮的轮齿相互啮合的作用，传递输入轴的转动力矩到输出轴上。
齿轮的大小比例决定了输出轴的转速和转矩。
通过组合不同大小的齿轮，可以实现不同的速度和转矩输出。
齿轮传动一般采用直齿圆柱齿轮或斜齿圆柱齿轮，其啮合间隙应保持适当，以确保传动的顺畅性和可靠性。
3. 万向节传动万向节是将输入轴和输出轴连接起来的关键装置。
它由两个十字交叉的圆柱形零件组成，其中一个零件固定在输入轴上，另一个零件固定在输出轴上。
两个零件之间通过一系列的球体或滚柱进行传动连接。
当输入轴转动时，球体或滚柱会在两个圆柱形零件之间滚动，从而使输出轴能够在不同角度下旋转。
万向节传动可以实现输入轴和输出轴的转动角度范围约为45度至90度之间。
4. 其他辅助装置为了提高万向传动装置的传动效率和稳定性，常常还会采用其他辅助装置。
例如，增加轴承和润滑系统可以减少转动阻力和磨损，延长装置的使用寿命。
采用防抖动装置可以减少传动时的震动和噪音。
同时，对齿轮和万向节进行精密加工和热处理等工艺措施，可以提高装置的传动精度和可靠性。
5. 应用领域和发展趋势万向传动装置广泛应用于各种交通工具中，如汽车、自行车、飞机、船舶等。
它在机械传动领域发挥着重要作用，可以满足不同工作环境和传动需求下的灵活性和可靠性要求。
第五章 万向传动装
安全阀
十字轴
万向节叉
3）十字轴润滑油道
油封 油封挡盘 注油嘴
采用橡胶油封， 采用橡胶油封，当 十字轴内腔油压过 大时， 大时，多余的润滑 油会从橡胶油封内 圆表面与轴颈接触 处溢出。 处溢出。
4）十字轴式刚性万向节
采用滑动万向节叉，可以使连接的两 轴之间有较大的相对运动空间。
5）滚针轴承轴向定位方式： 滚针轴承轴向定位方式：
2）特点：正反转六个钢球全部参加工作，因而磨损 小，寿命长，承载能力强。最大夹角42～47°，灵 活性好。 3）应用：广泛用于转向驱动桥上。 奥迪100型和上 海桑塔纳轿车半 轴外万向节所采 用的碗形球笼式 万向节。
球笼式等速万向节
主动轴 球笼（保持架） 球笼（保持架）
星形套（内滚道） 星形套（内滚道）
变速器
分动器
万向节传Biblioteka 轴3、转向驱动桥中的主减速 器与转向驱动轮之间 转向驱动桥有： 独立悬架一 边有两个万向节；非独立悬 架一边有一个万向节。 4 4、转向盘与转向器之间
§5-2 万向节
保证不在同一轴 线上的两轴之间可靠 地传递动力。 分类： 1、刚性万向节 （1）不等速万向节 （2）准等速万向节 （3）等速万向节 2、挠性万向节
第五章 万向传动装置
§5-1 概述
一、功用： 功用：
在 轴线相交且相对位置及轴间夹角经常 变化的转轴之间传动力。
驱动桥
二、组成： 组成：
万向节 传动轴 中间支承
万向节
中间传动轴 主传动轴 中间支承
万向传动装置工作演示
三、万向传动装置在汽车上的应用： 万向传动装置在汽车上的应用：
1、变速器与驱动桥之间 变速器输出轴与驱动桥输入轴之间的交角、位置不断变化， 必须用万向传动装置连接。 万向传动装置连接。 2、变速器与分动器之间 两轴驱动的越野车汽车变速器与分动器间，由于装配、制 造及传动的误差，它们间装有万向节和传动轴。
简述万向传动装置的作用和组成
万向传动装置概述1. 引言万向传动装置（Universal Joint），也称为万向节，是一种常用的传动装置，广泛应用于汽车、飞机、船舶等机械设备中。
其主要作用是传递力矩和扭矩，并允许轴之间在不同的角度和位置下进行传递。
本文将对万向传动装置的作用和组成进行详细介绍。
2. 作用万向传动装置的主要作用如下：2.1 传递力矩和扭矩万向传动装置能够将发动机或电动机的动力传递到驱动轴上，从而产生动力输出。
它能够有效地将输入轴和输出轴之间的扭矩和转动力矩进行传递，并保持其相对位置和角度的变化。
2.2 调节轴之间的角度和位置由于不同轴之间的相对角度和位置不同，无法直接相连接。
万向传动装置通过其特殊的结构，可以调节轴之间的角度和位置，使其能够灵活地适应不同的工作环境和传递角度。
2.3 减少机械传动装置的震动和冲击在机械传动过程中，由于一些因素的原因，如旋转不平衡、传动间隙等，会产生震动和冲击。
万向传动装置能够通过其自身的结构特点，将这些震动和冲击减少到最低限度，从而保证机械设备的平稳运行。
3. 组成万向传动装置包括以下几个基本组成部分：3.1 输入轴（驱动轴）输入轴是将动力输入到万向传动装置的轴。
它通常连接到发动机或电动机，通过输入动力来驱动整个传动装置的运转。
3.2 输出轴（被驱轴）输出轴是从传动装置中输出动力的轴。
它通常连接到传动装置要驱动的机械设备，如车轮、螺旋桨等。
3.3 中心轴（万向轴）中心轴是万向传动装置的核心部分，它连接输入轴和输出轴，并通过其特殊的结构来实现传动。
中心轴通常由两个万向节和一个连接套组成。
3.4 万向节（万向接头）万向节是连接中心轴和输入轴、输出轴的部分。
它由两个万向节体和一个内套组成。
万向节体由若干个十字叉组成，其形状类似于一个十字形。
内套则位于万向节体内部，起到连接的作用。
3.5 连接套（套筒）连接套是连接两个万向节体的部分。
它通常是一个圆筒形的零件，通过固定在万向节体上来保持连接的稳定性。
万向传动装置的工作原理
万向传动装置的工作原理万向传动装置是一种能够改变传动方向的装置，广泛应用在汽车、机械、重工等各个领域。
它具有结构简单、体积小、传动效率高等特点，被誉为机械领域的“变形金刚”。
下面我将详细介绍万向传动装置的工作原理。
万向传动装置主要由万向接头和万向副两个部分组成。
其中，万向接头主要用于转换传动方向，而万向副则用于传递两个转轴的转矩。
首先，我们来看看万向接头的工作原理。
万向接头是由多个十字轴和十字轴套组成的。
每个十字轴都由两根轴心相交的轴组成，每个轴的两端都固定有圆柱形的十字轴套。
十字轴套与轴呈垂直关系，并通过滚针轴承连接，形成一个可以自由转动的接头。
当一个轴传动力矩时，十字轴套将力矩通过滚针轴承传递给另一个轴，实现传动方向的改变。
万向副主要是通过万向接头和球面锥齿轮组成。
球面锥齿轮是将传递力矩变向的装置，由于其齿轮面为球面，可以实现沿任意方向传递力矩。
万向副的工作原理是：当输入轴传动力矩时，通过万向接头将力矩传递给球面锥齿轮。
球面锥齿轮的齿轮面与输入轴及输出轴呈夹角，当输入轴转动时，由于球面锥齿轮的齿轮面和轴是不平行的，因此造成输出轴也发生转动，实现力矩变向。
在万向传动装置中，通过适当组合和配置万向接头和万向副，可以实现多种传动方式和角度要求。
例如：当输入轴与输出轴呈90度时，我们可以将两个万向接头连接起来，形成一个“L”形结构，从而实现传动方向的改变。
如果需要将传动方向改变到与输入轴成180度时，可以将两个万向副相连接。
总的来说，万向传动装置的工作原理是通过万向接头实现传动方向的改变，通过万向副实现传递转矩。
它具有结构简单、体积小、传动效率高等优点，广泛应用于各个领域。
汽车构造 下册 第4版 第17章 万向传动装置
17.2 万向节
一、不等速万向节 1.十字轴式万向节的结构
万向节中常见的滚针轴承轴向定位方式,主要有盖板固定式、挡圈固定式、瓦盖固定式和塑料环固定式等 。
图17-5 a)盖板固定式 b)外挡圈固定式 c)内挡圈固定式 d)瓦盖固定式 e)塑料环固定式 1—弹性盖板 2—轴承座 3—滚针轴承 4—十字轴 5—万向节叉 6—外挡圈 7—内挡圈 8—填充塑料
17.2 万向节
一、不等速万向节 1.十字轴式万向节的结构
图17-5a所示为最普通的盖板固定式轴承轴向定位结构。它工作可靠,拆 装方便,但零件数目较多。有时将弹性盖板1点焊于轴承座2的底部,装配 后,弹性盖板对轴承座底部有一定的预压力,用来防止高速转动时,由于离 心力作用使十字轴4的端面与轴承座底之间出现间隙,从而引起十字轴的 轴向窜动,并避免了由于这种窜动所造成的对传动轴动平衡状态的破坏。
如图17-2b所示,在变速器1与驱动桥4之间距离较远的情况下,应将传动轴分成两段(主传动轴3和中间传 动轴5),并用三个十字轴式万向节2连接起来,且在中间传动轴后端加装了中间支承6。这样,可避免因传 动轴过长而产生高转速下的共振,提高了传动轴的工作可靠性。
17.1 概述
图17-2 1—变速器 2—十字轴式万向节 3—主传动轴
4) 在汽车的动力输出装置和转向系统的操纵机构中也常采用万向传动装置
第二节 万向节
17.2 万向节
万向节是转轴与转轴之间实现变角度传递动力的基本部件,按其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。刚性万向节的动力是靠零件之间的铰链式连接传递的;而挠性万向节的 动力则是靠弹性零件传递的,且有一定的缓冲减振作用。刚性万向节根据其运动特点又可分为不等速 万向节、准等速万向节和等速万向节三种形式。
11汽车传动系(4万向传动装置)解析
一、十字轴式刚性万向节
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゜。 该万向节 具有结构
套筒叉 卡环 轴承外圈（滚针） 套筒 十字轴 传动轴叉
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。
十字轴式刚性万向节示意图
第十一章 汽车传动系
第四节 万向传动装置
要求：了解各种万向传动装置、传动轴和中间支承的结构。
在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交 或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万 向传动装置。 万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还加 装中间支承。
万向传动装置在汽车上的应用图(1)
1-滚球轴承 2-中间轴承缓冲垫 3-支承座
在现代汽车的总体布置
中，发动机、离合器和变速 箱连成一体固装在车架上， 而驱动桥则通过弹性悬架与 车架连接。由此可见，变速
万向节
传动轴
中间支承
器输出轴轴线与驱动桥的输
入轴轴线不在同一平面上。当汽车行驶时，车轮的跳动会造成驱动 桥与变速器的相对位置(距离、夹角)不断变化，故变速器的输出轴 与驱动桥的输入轴不可能刚性连接，必须安装有万向传动装置。此 外，由于越野汽车的前轮既是转向轮又是驱动轮。作为转向轮，要 求在转向时可以在规定范围内偏转一定角度；作为驱动轮，则要求 半轴在车轮偏转过程中不间断地把动力从主减速器传到车轮。因此， 半轴不能制成整体而必须分段，中间用等角速万向节相连。
装合后，可形成Q1 — Q1’， Q2 — Q2’ ，R —R’三根 轴线。
三销轴式万向节最大特
点是允许相邻两轴有较 大的交角，最大可达45。 在转向驱动桥中采用这种万向节，可使汽车获得较小的转弯半径， 提高了汽车的机动性，缺点是所占空间较大。
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RF节和VL节的应用
➢RF节用于靠近车轮处，VL节用于靠近驱动桥处。
➢为什么？ 思 考
万向传动装置
按运动特点 ➢不等速万向节 ➢准等速万向节 ➢等速万向节
万向节
万向节的分类
按在扭转方向上是否 存在明显的弹性变型 ➢挠性万向节
➢刚性万向节
➢传动零件为弹性 的，靠弹性零件的 变形来消除部件之 间的相对运动引起 的不利影响，具有 缓冲和减振作用。
➢用在两轴交角较 小、只有微量相对 运动位移的场合。
➢传动零件为刚性的，靠刚 性的铰链连接来传动动力。
不等速万向节
➢特点：结构简单、传动可靠、效率高，允许两传 动轴之间有较大的夹角（15~20度）；
➢最常见的不等速万向节为十字轴式刚性万向节。
十字轴式刚性万向节的结构
➢主要零部件：十字轴、万向节叉（两个）、滚针轴承、套筒、 轴承盖、油封等。
十字轴式刚性万向节的润滑与密封
➢等速原理：在结构上保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于主 从动轴交线的平分面上。 ➢广泛应用的主要有球叉式万向节和球笼式万向节。
➢在P点处两齿轮的圆周速度是相等的。
等速万向节——球笼式等速万向节
按主、从动叉在传递转矩的过程中 是否产生轴向位移 ➢固定型球笼式万向节（RF节） ➢伸缩型球笼式万向节（VL节）
➢十字轴式万向节的损坏以十 字轴轴颈和滚针轴承的磨损为
标志。
➢现代十字轴万向节用橡胶油 封代替了此前的毛毡和软木垫
油封。
➢当注油枪注入内腔的油压大 于允许值时，多余的润滑油便 从橡胶油封内圆表面与十字轴 轴颈接触处溢出。
滚针轴承的轴向定位
思考
➢滚针轴承为什么要定位？
常见的定位方式
➢固定盖板式 ➢挡圈固定式 ➢瓦盖固定式 ➢塑料环固定式
RF节
VL节
等速万向节——固型球笼式等速万向节
➢主要部件：球形壳（外滚道）、传动钢球、保持架（球笼）、行 星套（内滚道）等。
等速万向节——固定型球笼式等速万向节等速原理
➢钢球外滚道中心A，钢球内
滚道中心B，AO=BO ；
➢CA=CB，
➢∠COA=∠COB
➢两轴相交任意角a时，传
力钢球的中心C都位于夹角 的平分面上。
固定盖板式轴向定位
➢特点：工作可靠，拆装方便，但零件数目多。
挡圈固定式轴向定位
➢特点：工作可靠，零件数目少，结构简单。
瓦盖固定式轴向定位
➢特点：万向节叉与十字轴轴颈配合的圆孔不是一个整 体，因此拆装方便，工作可靠，但加工工艺复杂。
塑料环固定式轴向定位
➢特点：工作可靠，但拆装不方便。
等速万向节
➢保持架内球面中心B ，外球面中心A， 位于万向节中心O的两边，且AO=BO； ➢结构上6个传力钢球所确定的平面中 心即为万向节中心，且CA=CB。
等速万向节——伸缩型球笼式等速万向节的特点
➢在传递转矩过程中，主从动轴不仅能相对 转动，而且可以产生轴向位移。 ➢允许两轴间的夹角较大20~25度， ➢承载能力强，结构紧凑，拆卸方便。
等速万向节——固定型球笼式等速万向节的特点
➢允许两轴间的夹角较大45~50度，适合于用在 转向驱动桥的车轮侧； ➢与球叉式相比：承载能力强，结构紧凑，拆卸 方便； ➢制造精度要求高； ➢应用日益广泛。
等速万向节——伸缩型球笼式等速万向节
➢内、外滚道均为柱面；
➢主动轴、星形套、保持架一起可相对筒 形壳４移动