各种万向节的结构分析

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各类型万向节结构和工作原理

各类型万向节结构和工作原理

各类型万向节结构和工作原理万向节是一种常用于传动系统中的重要机械连接件,其能够传递不同轴线间的转动和扭矩,使机械设备得以正常运转。

根据结构形式和工作原理的不同,万向节可以分为几种类型。

下面将详细介绍各种类型的万向节结构和工作原理。

1.单交叉型万向节:该类型万向节结构简单,由两个交叉连接的万向臂组成,能够实现两轴线之间的转动传递。

其工作原理为,当一轴线转动时,交叉连接的两个万向臂能够互相传递转动,使得另一轴线接收到相同的转动。

然而,该类型万向节只能传递转动,不能传递扭矩。

2.双交叉型万向节:该类型万向节在单交叉型万向节的基础上进行改进,增加了一个相交于交叉臂的交叉臂,使得其能够实现扭矩的传递。

双交叉型万向节由两个交叉连接的万向臂和一个固定在交叉臂上的转动轴组成。

其中,两个交叉连接的万向臂能够互相传递转动和扭矩,固定转动轴上的另一端也能够接收到同样的转动和扭矩。

这种结构能够更加灵活地传递转动和扭矩,但相对于单交叉型万向节而言,其结构更加复杂。

3.球面摆线型万向节:该类型万向节由两个接触面形状为球面的弹性圈组成,能够实现转动和扭矩的传递。

其工作原理为,当一轴线转动时,弹性圈能够在球面上滚动,使得另一轴线能够接收到相同的转动和扭矩。

球面摆线型万向节的结构相对简单,但由于在高速和载荷下容易产生滑动,所以通常适用于低速和小载荷的传动系统。

4.滑动型万向节:该类型万向节由内外套组成,内套和外套之间通过滑动副连接,能够实现转动和扭矩的传递。

其工作原理为,当一轴线转动时,内套和外套之间的滑动面能够相对滑动,使得另一轴线能够接收到相同的转动和扭矩。

滑动型万向节能够承受大扭矩,但由于滑动副需要润滑,所以需要定期维护。

这些不同类型的万向节在机械传动中起到了重要的作用,能够满足不同工况下的传动需求。

在选择使用万向节时,应根据具体工作条件和要求,选择适合的结构和类型,以确保传动系统的正常运转和性能。

万向节 结构

万向节 结构

万向节结构
摘要:
1.万向节的定义和作用
2.万向节的结构组成
3.万向节的类型及应用
4.万向节在汽车传动系统中的重要性
正文:
万向节,又称万向接头,是一种连接两个轴并允许它们之间存在角度偏差的机械传动装置。

它广泛应用于各种交通工具的传动系统中,如汽车、摩托车、船舶等。

万向节的主要作用是在两个轴之间传递动力,同时允许轴之间的角度偏差,以减少传动过程中的损失和轴向力。

万向节的结构主要由以下几部分组成:
1.外部套筒:用于容纳和保护内部传动部件,通常由铝合金或铸铁制成。

2.内部十字轴:连接在套筒内部,起到支撑和传动作用,通常由合金钢或高速钢制成。

3.轴承:位于十字轴的两侧,用于支撑十字轴并允许其旋转。

4.油封:用于防止灰尘和杂质进入万向节内部,同时防止润滑油泄漏。

根据不同的需求和应用场景,万向节有多种类型,如球笼式万向节、球叉式万向节、三销式万向节等。

其中,球笼式万向节广泛应用于轿车和轻型车辆,因其结构紧凑、传动效率高而受到欢迎。

球叉式万向节则适用于中型车辆,其承载能力较强。

三销式万向节则主要应用于重型车辆和工程机械,具有
很高的承载能力和耐用性。

在汽车传动系统中,万向节的作用至关重要。

它连接了发动机和驱动轴,使得发动机的动力可以顺利传递到驱动轮,从而推动车辆前进。

此外,万向节还能有效地缓解轴向力,保护车辆的传动系统免受损坏。

万向节工作原理

万向节工作原理

万向节工作原理
万向节是一种常见的机械连接装置,用于在不同轴线上传递动力和扭矩。

它的工作原理基于两个万向节部件的协同工作。

第一个万向节部件是输入轴和输出轴之间的万向节,它由多个能够相互交叉连接的关节组成。

这些关节使得输入轴和输出轴能够在各个方向上进行有限的旋转和偏移。

第二个万向节部件是内部万向节,它由一个内部轴和一个外部轴组成,通过万向节的接触面连接到输入轴和输出轴的万向节。

内部轴和外部轴之间的接触面可以在任意方向上进行旋转和偏移。

当输入轴转动时,它通过万向节传递动力和扭矩到输出轴。

万向节的关节使得输入轴和输出轴能够在不同的轴线上保持相对平行,并且能够在一定的角度范围内进行旋转和偏移。

内部万向节的接触面可以使得输入轴的旋转传递到输出轴,同时还允许输入轴和输出轴在一定程度上进行角度的改变。

通过这种工作原理,万向节可以使得输入轴和输出轴在各种方向上进行传递动力和扭矩,适用于各种机械装置和传动系统中。

它被广泛应用于汽车传动系统、航空航天设备和工程机械等领域。

万向节 结构

万向节 结构

万向节结构
摘要:
1.万向节的定义和作用
2.万向节的结构组成
3.万向节的类型及应用领域
4.万向节在传动系统中的重要性
5.万向节的优缺点分析
6.万向节的发展趋势与展望
正文:
万向节,又称万向接头,是一种连接两个轴并允许它们之间存在角度偏差的重要传动元件。

广泛应用于各种工程机械、汽车、摩托车等传动系统中,具有出色的角度传动性能。

一、万向节的定义和作用
万向节是一种能够实现两个轴之间角度传动的装置,主要作用是在不同轴之间传递动力,同时允许轴之间存在一定的角度偏差。

这使得万向节在实际应用中具有较高的传动效率和稳定性。

二、万向节的结构组成
万向节主要由以下几部分组成:内套、外套、十字轴、滚针轴承和油封。

其中,内套与外套之间的配合间隙以及滚针轴承和十字轴的配合间隙,对于万向节的传动性能起着关键作用。

三、万向节的类型及应用领域
根据结构特点和功能,万向节可分为球笼式、球叉式、V 型等多种类型。

不同类型的万向节在传动性能、承载能力和使用环境等方面具有各自的特点,因此适用于不同的应用领域。

四、万向节在传动系统中的重要性
万向节在传动系统中的作用不可替代,它能够实现轴之间的角度传动,使得传动系统具有更强的适应性和可靠性。

此外,万向节还能够承受较大的轴向和径向载荷,减小传动系统的振动和噪音。

五、万向节的优缺点分析
万向节的优点包括:角度传动性能好、承载能力高、适应性强等。

然而,它也存在一定的缺点,如传动效率相对较低、容易磨损、需要定期维护等。

六、万向节的发展趋势与展望
随着科技的进步和工程技术的不断发展,对万向节的性能要求越来越高。

单十字万向节受力分析及结构设计

单十字万向节受力分析及结构设计

单十字万向节受力分析及结构设计单十字万向节是机械传动中常见的一种连接件,其主要用于传递转角运动和轴向运动。

本文将进行单十字万向节的受力分析及结构设计的探讨。

一、单十字万向节的结构简介单十字万向节由两个对称的单十字轴承组成,每个轴承由内圈、外圈、滚珠和保持架组成。

内圈和外圈分别与输入轴和输出轴相连,滚珠则在内圈和外圈之间以球形滚动方式传递力矩和转角运动。

保持架用于保持滚珠的位置,同时使其能够自由滚动,并保证轴承的稳定性。

二、单十字万向节的受力分析在实际应用中,单十字万向节承受着很大的受力。

首先,单十字万向节在传递转角运动时,内圈和外圈之间会存在一定的摩擦力,此时滚珠所受的力包括径向力和轴向力。

其次,单十字万向节在传递轴向运动时,滚珠所受的力主要是轴向力。

因此,要保证单十字万向节的使用寿命和传动效率,需对其受力情况进行准确的分析。

对于单十字万向节的受力分析,主要从以下几个方面进行考虑:1. 轴向力分析:轴向力主要由输入轴和输出轴在传递轴向运动时所受的力引起。

根据材料力学的原理,我们可以通过力的平衡方程来计算轴向力大小。

2. 径向力分析:径向力主要由滚珠在内圈和外圈之间的摩擦力引起。

摩擦力大小与滚珠与保持架之间的接触压力有关,可以通过接触压力和材料力学性质计算得到。

3. 结构分析:单十字万向节的结构设计需要考虑受力情况,并选用合适的材料和适当的尺寸。

结构分析可以通过有限元分析等方法进行,以保证单十字万向节的受力均匀,不易发生破坏。

三、单十字万向节的结构设计在进行单十字万向节的结构设计时,需要根据受力分析的结果,选择合适的材料和尺寸,以满足其使用寿命和传动效率的要求。

1. 材料选择:材料的选择需考虑强度、硬度、耐磨性等因素。

常见的材料有钢、铁、铝合金等,根据不同的工况选择不同的材料。

2. 尺寸设计:尺寸设计需要满足受力分析中计算得到的轴向力和径向力大小,同时要合理设计滚珠的数量和尺寸,以保证受力均匀分布。

汽车设计 第6版 第4章 万向传动设计

汽车设计 第6版 第4章 万向传动设计

尺寸大,零件多,结构较复杂,传递转矩有限
当应用于转向驱动桥中,由于轴向尺寸大,为 使主销轴线的延长线与地面交点到轮胎的印迹 中心偏离不大,需要较大的主销内倾角
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
四、等速万向节
1.球笼式万向节
(1)固定型球笼式万向节
星形套7以内花键与主动轴1相连,其外表面设置有 6条凹槽(形成内滚道)。球形壳8的内表面设置有 对应的6条凹槽(形成外滚道)。6个钢球分别嵌装 在6条滚道中,并由保持架4使之保持在同一平面内。 动力由主动轴1经过钢球6、球形壳8输出。
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
二、十字轴式万向节
滚针轴承的润滑和密封
毛毡油封:因防漏油、防水、防尘效果差,已淘汰 双刃口复合油封:防漏油、防水、防尘效果好。在 灰尘较多的环境中万向节寿命显著提高。 多刃口油封:防漏油、防水、防尘效果更好。
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
四、等速万向节
2.三枢轴式万向节
三枢轴式万向节能允许最大轴间交角为43°
万向节安装位置或相连接总成
离合器-变速器;变速器-分动器 (相连接总成均安装在车架上)
驱动桥 传动轴
汽车满载 静止夹角
行驶中的 极限夹角
一般汽车 越野汽车 一般汽车 越野汽车
α不大于
1°~3°
6° 12° 15°~20° 30°
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
三、双联式万向节
汽车工程系

单十字轴式万向节不等速性分析及球笼式、球叉式等速万向节结构拆装_汽车底盘构造作业(四)

单十字轴式万向节不等速性分析及球笼式、球叉式等速万向节结构拆装_汽车底盘构造作业(四)

汽车底盘构造作业(四)
一、 单十字轴式万向节不等速性分析
(2)当主动叉平面在水平位置,且十字轴平面与从动轴轴 线垂直时:
w1 vb
w2 va’
va’’ va va’
主动叉与十字轴连接点a的线速度va在平行于从动叉的 平面内,并且垂直于主动轴。
线速度va可分解为在十字轴平面内的速度va’和垂直 于十字轴平面的速度va’’。
汽车底盘构造作业(四)
一、 单十字轴式万向节不等速性分析
(2)当主动叉平面在水平位置,且十字轴平面与从动轴轴 线垂直时:
w1
vb
w2 va’
va’’ va va’
根据与上述同样的道理,在数值上,va>va’,而va’=vb。
因此,va>vb,即当主、从叉转到所述位置时,从动 轴的转速小于主动轴的转速。
点b的线速度vb可分解为在十字轴平面内的速度vb’和 垂直于十字轴平面的速度vb’’。
汽车底盘构造作业(四)
一Hale Waihona Puke 单十字轴式万向节不等速性分析(1)当主动叉平面在垂直位置,且十字轴平面与主动轴轴
线垂直时:
va
w1
w2
vb
vb’
vb’
vb’’
由速度直角三角形可以看出,在数值上, vb >vb’。
当万向节传动时,十字轴绕O点转动。由于十字轴各 轴颈长度相等,即oa=ob 。
汽车底盘构造作业(四)
2017级车辆工程01班 (姓名) (学号) 2019年10月18日
一、 单十字轴式万向节不等速性分析
(1)当主动叉平面在垂直位置,且十字轴平面与主动轴轴
线垂直时:
va
w1
w2
vb

等速万向节结构原理分析及应用

等速万向节结构原理分析及应用

诚信声明本人郑重声明:本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的,在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。

本人签名:年月日毕业设计任务书设计题目:等速万向节结构原理分析及应用系部:机械工程系专业:机械设计制造及其自动化学号: 112011201学生:指导教师(含职称):(高工)1.课题意义及目标通过调研和查阅相关资料文献,掌握等速万向节的结构和原理,了解其在汽车上的主要用途。

应用所学相关基础知识和专业知识进行结构与原理分析。

应用CAD三维技术动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹,编写计算说明书,编写毕业设计论文。

2.主要任务1)掌握汽车等速万向节的结构及工作原理。

绘制结构简图和原理简图;2)绘制等速万向节总图;3)了解等速万向节失效模式并分析原因;4)了解等速万向节常用材料及制造、热处理工艺要求;5)动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹,编写计算说明书;6)编写毕业设计论文,总结设计取到的效果与体会,提出自己的论点和改进建议等3.主要参考资料[1] 刘惟信. 汽车设计. 清华大学出版社. 2001[2] 余志生. 汽车理论. 机械工业出版社. 2000[3] 陈家瑞. 汽车构造. 人民交通出版社. 2006[4] 成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社. 2008.4.进度安排审核人:年月日等速万向节结构原理分析及应用摘要:本课题来源于学校的合作伙伴江铃重型汽车有限公司。

传动系统作为保证车辆正常行驶运行的一个重要组成部分,该系统中最重要的构件是万向节,而等速万向节又是万向节中的一种特殊形式。

本课题即以Birfield球笼式等速万向节为研究对象,并在理论分析的基础上,建立了三维模型。

首次全面深入的对其结构原理、等速性、受力情况、效率、使用寿命、NVH现象以及热处理工艺进行了全面分析。

并有针对的对其存在的NVH问题提出一定的解决对策和改进意见。

关键词:等速万向节,效率,使用寿命,NVH现象,热处理工艺Constant-velocity joint structure principle analysis and application Abstract: This topic is derived from Jiangling heavy automobile co. LTD, the partner of our school. Transmission system is an important part guaranteeing the formal operation of vehicles. The most important component in the system is universal joint, while the constant speed universal joint is a special form of universal joint.Regarding Birfield ball cage pattemed constant speed universal joint as the research object, on the basis of theoretical analysis, this topic set up the three-dimensional model. It is the first time to have a comprehensive analysis for its structure principle, constant speed, force efficiency, service life, NVH phenomenon and the heat treatment process. It also has carried on some methods and improvements for specific NVH problems in it. Keywords: Constant-velocity joint, efficiency, service life, NVH phenomenon, heat treatment目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 万向节简介 (1)1.2.1 十字轴式万向节 (3)1.2.2 挠性万向节 (4)1.2.3 准等速万向节 (4)1.2.3 等速万向节 (5)1.3 万向节国内外发展现状 (7)1.4 本课题研究的内容 (9)1.5 本课题研究的目的和意义 (9)2 等速万向节等速性研究 (10)3 等速万向节几何尺寸设计 (11)3.1 CAD参数化设计 (11)3.2 参数化建模技术 (12)3.3 等速万向节三维参数化模型的建立 (13)3.3.1 建立参数化图元 (13)3.3.2 球笼式等速万向节三维实体模型装配 (13)4 等速万向节的受力、效率和寿命 (15)4.1 万向节受力分析 (15)4.1.1 接触应力 (15)4.1.2 折弯阻力 (15)4.2 万向节的效率 (15)4.3 万向节的寿命 (16)5 等速万向节的失效形式及NVH现象 (17)5.1 等速万向节失效形式 (17)5.2 NVH现象及产生原因 (17)5.2.1 产品设计 (17)5.2.2 制造工艺 (17)5.2.3 质检误差 (17)5.2.4 使用环境 (18)5.3 解决对策 (18)6 等速万向节常用材料及热处理加工工艺 (19)7 等速万向节的其它问题 (23)7.1 产品的密封和润滑 (23)7.2 产品的松紧度标准 (23)7.3 左右轴的等长化 (23)7.4 产品的小型化 (23)8 等速万向节改进意见 (24)9 结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)1 绪论1.1 引言我国轿车行业虽然比国外起步晚一些,但是发展潜力和空间却很大。

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第二节万向节结构方案分析一、十字轴万向节单个普通十字轴万向节是一种不等速万向节,其特点是当主动轴与从动轴之间有夹角时,不能进行等速传递,使主、从动轴的角速度周期性地不相等,而合理采用双十字轴万向节传动的设计方案可以实现等速传递;主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节,称为等角速度万向节或等速万向节;准等速万向节是一种近似等速万向节,可以通过分度机构等部件实现主、从动轴之间的近似等速传递。

1、普通十字轴式万向节如图2-1所示,普通十字轴式万向节一般由两个万向节叉及与它们相连的十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和油封等组成。

十字轴轴颈通过与滚针轴承配合安装在万向节叉的孔中。

为了防止滚针轴承轴向窜动,在进行结构方案设计时,要采取轴承轴向定位措施。

目前,常见的滚针轴承轴向定位方式有盖板式、卡环式、塑料环定位式和瓦盖固定式等。

图2-1 十字轴式刚性万向节1-轴承盖;2、6-万向节叉;3-油嘴;4-十字轴;5-安全阀;7、11-油封;8-滚针;9-套筒;10-油封挡盘;12-油封座;13-注油嘴普通盖板式轴承轴向定位方式一般采用螺栓和盖板将套筒固定在万向节叉上,并用锁片将螺栓锁紧。

这种方式的优点是工作可靠、拆装方便,但零件数目较多。

采用弹性盖板的结构方案是将弹性盖板点焊于轴承座底部,装配后,弹性盖板对轴承座底部有一定的预压力,以免高速转动时由于离心力作用,在十字轴端面与轴承座底之间出现间隙而引起十字轴轴向窜动,从而可以避免由于这种窜动造成传动轴动平衡的破坏。

卡环式具有结构简单、工作可靠、零件少和质量小的优点,可分为外卡式和内卡式两种。

塑料环定位结构是在轴承碗外圆和万向节叉的轴承孔中部开一环形槽。

当滚针轴承动配合装入万向节叉到正确位置时,将塑料经万向节叉上的小孔压注到环槽中,待万向节叉上另一与环槽垂直的小孔有塑料溢出时,表明塑料已充满环槽。

这种结构轴向定位可靠,十字轴轴向窜动小,但拆装不方便。

为了防止十字轴轴向窜动和发热,保证在任何工况下十字轴的端隙始终为零,有的结构在十字轴轴端与轴承碗之间加装端面止推滚针或滚柱轴承。

万向节在工作中承受着较大的转矩和交变载荷,其主要损坏形式是十字轴轴颈和滚针轴承的磨损、十字轴轴颈和滚针轴承碗工作面的压痕与剥落。

通常认为当磨损或压痕超过0.25mm时,十字轴万向节就必须报废并更换。

为了提高其使用寿命,常用包括组合式润滑密封要求。

装置在内的多种设计方案,以用来润滑和保护十字轴轴颈与滚针轴承。

传统的毛毡油封由于漏油多,防尘、防水效果差,加注润滑油时,在个别滚针轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油,已不能满足越来越高。

轿车常在装配时就封入润滑脂以减少车辆的润滑点,且采用密封效果较好的双刃口或多刃口橡胶油封。

滚针轴承中滚针直径的公差、轴承的径向间隙和周向总间隙应控制在合理范围内,避免由于间隙过大使受载的滚针数减少及滚针倾斜,或由于间隙过小引起受热卡死现象,以保证载荷分配的均匀性和正常工作。

单十字轴万向节两轴的夹角不宜过大,否则会严重缩短滚针轴承的使用寿命。

当夹角由4°增至16°时,万向节中滚针轴承的寿命将下降为原来的1/4。

二、准等速万向节1.双联式万向节双联式万向节(图4—3)是由两个十字轴万向节组合而成。

为了保证两万向节连接的轴工作转速趋于相等,可设有分度机构。

偏心十字轴双联式万向节取消了分度机构,也可确保输出轴与输入轴接近等速。

五分度杆的双联式万向节,在军用越野车的转向驱动桥中用得相当广泛。

此时采用主销中心偏离万向节中心1.0~3. 5mm的方法,使两万向节的工作转速接近相等。

双联式万向节的主要优点是允许两轴间的夹角较大(一般可达50°,偏心十字轴双联式万向节可达60°),轴承密封性好,效率高,工作可靠,制造方便。

缺点是结构较复杂,外形尺寸较大,零件数目较多。

当应用于转向驱动桥时,由于双联式万向节轴向尺寸较大,为使主销轴线的延长线与地面交点到轮胎的接地印迹中心偏离不大,就必须用较大的主销内倾角。

2.凸块式万向节对于凸块式万向节(图4—4),就运动副来看也是一种双联式万向节。

它主要由两个万向节叉1和4以及两个特殊形状的凸块2和3组成。

两凸块相当于双联万向节装置中两端带有位于同一平面上的两万向节叉的中间轴及两十字销,因此可以保证输入轴与输出轴近似等速。

这种结构工作可靠,加工简单,允许的万向节夹角较大(可达50°)。

但是由于工作面全为滑动摩擦,所以效率低,摩擦表面易磨损,且对密封和润滑要求较高。

它主要用于中型以上越野车的转向驱动桥。

3.三销轴式万向节三销轴式万向节(图4—5)是由双联式万向节演变而来。

它主要由两个偏心轴叉、两个三销轴和六个滚针轴承组成。

三销轴式万向节允许所连接的两轴最大夹角为45°,易于密封。

但其外形尺寸较大,零件形状较复杂,毛坯需要精确模锻。

由于在工作中三销轴间有相对轴向滑动,万向节的两轴受有附加弯矩和轴向力,所以主动轴一侧需装轴向推力轴承。

这种结构目前用于个别中、重型越野车的转向驱动桥。

三、等速万向节1. 球叉式万向节球叉式万向节按其钢球滚道形状不同可分为圆弧槽和直槽两种形式。

圆弧槽滚道型的球叉式万向节(图4—6a)由两个万向节叉、四个传力钢球和一个定心钢球组成。

两球叉上的圆弧槽中心线是以O1和O2为圆心而半径相等的圆,O1和O2到万向节中心O 的距离相等。

当万向节两轴绕定心钢球中心O转动任何角度时,传力钢球中心始终在滚道中心两圆的交点上,从而保证输出轴与输入轴等速转动。

这种球叉式万向节结构较简单,可以在夹角不大于32°~33°的条件下正常工作。

由于四个钢球在单向传动中只有两个传递动力,故单位压力较大,磨损较快。

另外,这种万向节只有在传力钢球与滚道之间具有一定的预紧力时,才能保证等角速传动。

预紧力用选择不同尺寸级别的传力钢球来保证。

在使用中,随着磨损的增加,预紧力逐渐减小以至消失,这时两球叉之间便发生轴向窜动,从而破坏了传动的等速性,严重时会造成钢球脱落。

直槽滚道型球叉式万向节(图4—6b),两个球叉上的直槽与轴的中心线倾斜相同的角度,彼此对称。

在两球叉间的槽中装有四个钢球。

由于两球叉中的槽所处的位置是对称的,这便保证了四个钢球的中心处于两轴夹角的平分面上。

这种万向节加工比较容易,允许的轴间夹角不超过20°,在两叉间允许有一定量的轴间滑动。

圆弧槽型球叉式万向节主要应用于轻、中型越野车的转向驱动桥中。

直槽型球叉式万向节主要应用于断开式驱动桥中,当半轴摆动时,用它可补偿半轴的长度变化而省去滑动花键。

圆弧槽型球叉式万向节作为转向驱动桥的传力构件时,万向节旋转轴线应与车桥的轴线相重合,以避免发生万向节的摆动现象。

为了不至于在万向节转角接近最大值时,放置传力钢球的主、从动叉的交叉槽趋于平行位置导致钢球无法约束而自动散开,造成万向节装配关系的破坏,在设计时应使两叉的最大夹角大于车轮的最大转角,同时万向节中心应位于转向主销轴线上。

另外,应保证在万向节处于最大转角时,各传力钢球与定心钢球之间不接触,至少使传力钢球与定心钢球在此情况下的间隙不小于5mm,且使各钢球与万向节轴头均匀地预紧在一起,使得在任意方向旋转时能通过万向节的两个传力钢球来传递转矩,避免靠一个钢球来传递,从而防止产生过载现象。

2.球笼式万向节球笼式万向节是目前应用最为广泛的等速万向节。

早期的Rzeppa型球笼式万向节(图4—7a)是带分度杆的,球形壳1的内表面和星形套3的球表面上各有沿圆周均匀分布的六条同心的圆弧滚道,在它们之间装有六个传力钢球2,这些钢球由球笼4保持在同一平面内。

当万向节两轴之间的夹角变化时,靠比例合适的分度杆6拨动导向盘5,并带动球笼4使六个钢球2处于轴间夹角的平分面上。

经验表明,当轴间夹角较小时,分度杆是必要的;当轴间夹角大于11°时,仅靠球形壳和星形套上的子午滚道的交叉也可将钢球定在正确位置。

这种等速万向节无论转动方向如何,六个钢球全都传递转矩,它可在两轴之间的夹角达35°~37°的情况下工作。

目前结构较为简单、应用较为广泛的是Birfield型球笼式万向节(图4—7b)。

它取消了分度杆,球形壳和星形套的滚道做得不同心,令其圆心对称地偏离万向节中心。

这样,即使轴间夹角为0°,靠内、外子午滚道的交叉也能将钢球定在正确位置。

当轴间夹角为0’时,内、外滚道决定的钢球中心轨迹的夹角稍大于11°,这是能可靠地确定钢球正确位置的最小角度。

滚道的横断面为椭圆形,接触点和球心的连线与过球心的径向线成45‘角,椭圆在接触点处的曲率半径选为钢球半径的1.03~1.05倍。

当受载时,钢球与滚道的接触点实际上为椭圆形接触区。

由于工作时球的每个方向都有机会传递转矩,且由于球和球笼的配合是球形的,因此对这种万向节的润滑应给予足够的重视。

润滑剂的使用主要取决于传动的转速和角度。

在转速高达1500r/min时,一般使用防锈油脂。

若转速和角度都较大时,则使用润滑油。

比较好的方法是采用油浴和循环油润滑。

另外,万向节的密封装置应保证润滑剂不漏出,根据传动角度的大小采取不同形式的密封装置。

这种万向节允许的工作角可达42°。

由于传递转矩时六个钢球均同时参加工作,其承载能力和耐冲击能力强,效率高,结构紧凑,安装方便。

但是滚道的制造精度高,成本较高。

伸缩型球笼式万向节(图4—7c)结构与一般球笼式相近,仅仅外滚道为直槽。

在传递转矩时,星形套与筒形壳可以沿轴向相对移动,故可省去其它万向传动装置中的滑动花键。

这不仅使结构简单,而且由于轴向相对移动是通过钢球沿内、外滚道滚动实现的,所以与滑动花键相比,其滚动阻力小,传动效率高。

这种万向节允许的工作最大夹角为20°。

Rzeppa型球笼式万向节以前主要应用于转向驱动桥中,目前应用较少。

Birfield型球笼式万向节和伸缩型球笼式万向节被广泛地应用在具有独立悬架的转向驱动桥中,在靠近转向轮一侧采用Birfield型万向节,靠近差速器一侧则采用伸缩型球笼式万向节,以补偿由于前轮跳动及载荷变化而引起的轮距变化。

伸缩型万向节还被广泛地应用到断开式驱动桥中。

四、挠性万向节挠性万向节依靠其中弹性元件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生干涉。

弹性元件可以是橡胶盘、·橡胶金属套筒、铰接块、六角环形橡胶圈等多种形状。

盘式挠性万向节的弹性元件通常是4~12层的橡胶纤维或橡胶帘布片结构,并用金属零件加固。

在挠性万向节装配时,通常使纤维层依次错开,以便于当挠性盘变形时,保证纤维帘布层承受最小的力。

六角环形橡胶挠性万向节的橡胶与用钢或铝合金制成的金属骨架硫化在一起。

为了使橡胶与金属可靠地结合,在硫化之前,骨架镀一层黄铜覆盖层。

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