万向传动装置
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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。
4_1 万向传动装置
弹性连接件的结构如图4-15所示。两个橡胶块1装在两半对合 的外壳3中。每个橡胶块中各有一衬套2。每副弹性连接件中的一 个橡胶块用螺栓固定在大圆盘上，而另一橡胶块用螺栓固定于连 接圆盘上动力经大圆盘输入，通过衬套传给每一副弹性连接件中 的一个橡胶块，再经外壳、另一橡胶块和衬套传给连接圆盘，最 后经花键毅和花键轴输出。
图4-5 十字轴万向节传动的角速度分析
• 3．十字轴万向节等角速传动的条件
图4-6 双万向节的等速排列
•4.2.2 准等速万向节
准等速万向节是根据上述双万向节实现等速传动的原理 而设计成的。常双联式万向节示意图 1、2-轴 3-双联叉
双联式万向节实际上是一套传动轴长度减缩至最小 的双万向节等速传动装置。在双联式万向节的结构中， 装有分度机构，以保证双联叉的对称线平分所连两轴的 夹角。 三销轴式万向节是由双联式万向节演变而来的准等 速万向节。主要由两个偏心轴叉1和3、两个三销轴2和4 以及六个轴承、密封件等组成。形成了Q1-Q'1，Q2-Q'2， R-R'三根轴线。在转向时三销轴万向节不致发生运动干 涉现象。 三销轴式万向节的最大特点是允许相邻两轴有较大 的交角，最大可达450。在转向驱动桥采用这种万向节 可使汽车获得较小的转弯半径，提高了汽车的机动性。
图4-13球笼式万向节的等速性 (图注同图4-12) 0-万向节中心 A-外滚道中心 B-内滚道中心C-钢球中心 α-两轴交角(指钝角)
• 3.2.4 挠性万向节
如图4-14所示，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机械干涉。弹性元 件可以是橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈或其他 结构形式。由于弹性元件的弹性变形量有限，故挠性万 向节一般用于两轴间夹角不大(30~50)，只有微量轴向位 移的传动场合，即常用来连接固定安装在车架上的两个 部件(如发动机与变速器或变速器与分动器)之间，以消 除制造安装误差和车架变形对传动的影响。此外，它还 具有能吸收传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动，结构 简单，无需润滑等优点。
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。
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。
万向传动装
四，中间支承
1，功用
传动轴轴分两段需加中间支承，中间支承通常装在车 架横梁上，能补偿传动轴轴向和角度方向上的安装误差， 以及汽车行驶过程中因发动机窜动或车架变形等引起的位 移。
2，结构
普通中间支承通常用弹性元件来满足上述要求，她主 要由轴承、带油封的轴承盖、支架和弹性元件组成。常见 的类型有双列圆锥滚子轴承式中间支承、蜂窝软垫式中间 支承、摆动式中间支承以及中间支承轴式中间支承等。
① 整体式驱动桥 整体式驱动桥如下图，与非独立悬架配用。驱动桥 为一刚性整体，左右半轴始终在一条直线上。这种结 构多用于汽车的后桥上。
② 断开式驱动桥 断开式驱动桥如下图所示，与独立悬架配用。其主减速器 固定在车架或车身上，驱动桥制成分段并用铰链接，半轴 也可用万向 节连接。驱 动桥两端分 别用悬架与 车架或车身 连接。这样， 两侧驱动轮 及桥壳可以 彼此独立的 相对于车架 或车身上下 跳动。
传动轴在高速旋转时，由于离心力作用将产生剧烈振 动。因此，当传动轴与万向节装配后，必须满足动平衡要 求。在一些质量轻的一侧补焊平衡片，上图零件3即为平 衡用的平衡片。 平衡后，为防止装错位置和破坏平衡，在万向滑动 叉13与主传动轴16上刻上装配位置标记21，以便拆卸后 重装时保持二者的相对角位置不变。
2、差速器的类型
差速器按其用途分为轮间差速器和轴间差速器
3，组成结构
差速器组成结构如下图。
1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；6-行星齿 轮； 7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓
八，半轴 1.半轴的功用
半轴的功用是将差速器传来的动力传给驱动轮。因其 传递的转矩较大，常制成实心轴。如果半轴断裂，则汽车 无法起步、行驶。
万向节中常见的滚针轴承的轴向定位方式，除了上述盖 板方式外，还应用内、外挡圈固定方式，如下图所示，其特 点是工作可靠，零件少，结构简单。
万向传动装置的组成和功用
万向传动装置的组成和功用一、引言万向传动装置是机械设备中常见的一种传动方式，它能够在不同角度下传递动力和转矩，使得机械设备能够更加灵活地工作。
本文将介绍万向传动装置的组成和功用。
二、万向传动装置的组成1.内外套管内外套管是万向传动装置的主要组成部分，它们通常由金属材料制成。
内套管是一个中空的圆柱形结构，在其内部安装了一个十字形轴承。
外套管则是一个空心球体，在其表面上有四个与内套管十字轴承相配合的凸起。
这样，当内套管旋转时，外套管就可以在不同角度下旋转。
2.十字轴承十字轴承是万向传动装置中最重要的零件之一。
它由四个滚柱和一个交叉支架组成，可以在不同角度下传递力和转矩。
3.连接件连接件用于将万向传动装置与其他机械设备连接起来。
通常使用螺栓或焊接等方式进行连接。
三、万向传动装置的功用1.改变方向万向传动装置可以将动力和转矩从一个方向传递到另一个方向，使得机械设备能够更加灵活地工作。
例如，汽车的转向器就是一种万向传动装置。
2.平衡负载在一些机械设备中，不同部分的负载可能会不平衡。
而万向传动装置可以在不同角度下平衡负载，使得机械设备的运行更加稳定。
3.减小振动由于万向传动装置可以在不同角度下旋转，因此它可以减小机械设备的振动。
这对于一些需要精密操作的机械设备尤为重要。
4.承受高转速由于万向传动装置中使用了十字轴承等高强度零件，因此它可以承受高速旋转。
这对于一些需要高速运转的机械设备尤为重要。
5.节省空间由于万向传动装置可以在不同角度下工作，因此它可以节省空间。
这对于一些空间有限的机械设备尤为重要。
四、结论万向传动装置是一种非常重要的机械传动方式，它能够改变方向、平衡负载、减小振动、承受高转速、节省空间等多种功用。
了解万向传动装置的组成和功用，对于机械工程师和机械设备制造商来说都是非常重要的。
《万向传动装置 》课件
在汽车中，万向传动装置用于连接发动机 和变速器，即使在变速器位置不断变化的 情况下，也能保证发动机的动力能够有效 地传递到变速器。在船舶中，由于船舶的 航行过程中航向经常变化，因此需要使用 万向传动装置来保证主推进轴的动力能够 有效地传递到船桨。
万向传动装置的重要性
总结词
万向传动装置是实现相交轴之间高效、稳定传动的关键部件。
详细描述
由于许多机械系统需要实现相交轴之间的传动，而这种传动往往存在角度偏差，因此需要使用万向传动装置来保 证传动的稳定性和效率。如果使用普通的直轴传动方式，由于角度偏差的存在，很可能会导致传动效率降低或者 设备损坏。因此，万向传动装置在机械系统中具有非常重要的作用。
02
万向传动装置的工作原 理
万向传动装置的基本组成
扭矩传递
02
动力从输入轴通过万向节和传动轴传递到输出轴，实现扭矩的
传递。
支撑与固定
03
轴承和连接部件分别起到支撑和固定作用，确保传动装置正常
工作。
万向传动装置的工作特点
适应性强
能够适应不同角度的传动需求 ，实现灵活的传动。
高效稳定
具有较高的传动效率和稳定性 ，能够保证动力传递的可靠性 。
结构简单
组成部件相对简单，易于维护 和保养。
通过优化设计，减小摩擦和机械损失 ，提高扭矩传递效率。
延长使用寿命
通过改进材料、热处理和润滑方式， 提高装置的耐磨性和耐久性。
减小体积和重量
优化结构设计和材料选择，使装置更 紧凑、轻便。
降低制造成本
优化工艺流程，降低生产成本。
万向传动装置的设计流程
方案设计
根据需求分析，制定多种设计 方案，并进行初步评估和筛选 。
03
万向传动装置的重要性
总结词
万向传动装置是实现相交轴之间高效、稳定传动的关键部件。
详细描述
由于许多机械系统需要实现相交轴之间的传动，而这种传动往往存在角度偏差，因此需要使用万向传动装置来保 证传动的稳定性和效率。如果使用普通的直轴传动方式，由于角度偏差的存在，很可能会导致传动效率降低或者 设备损坏。因此，万向传动装置在机械系统中具有非常重要的作用。
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万向传动装置的工作原 理
万向传动装置的基本组成
扭矩传递
02
动力从输入轴通过万向节和传动轴传递到输出轴，实现扭矩的
传递。
支撑与固定
03
轴承和连接部件分别起到支撑和固定作用，确保传动装置正常
工作。
万向传动装置的工作特点
适应性强
能够适应不同角度的传动需求 ，实现灵活的传动。
高效稳定
具有较高的传动效率和稳定性 ，能够保证动力传递的可靠性 。
结构简单
组成部件相对简单，易于维护 和保养。
通过优化设计，减小摩擦和机械损失 ，提高扭矩传递效率。
延长使用寿命
通过改进材料、热处理和润滑方式， 提高装置的耐磨性和耐久性。
减小体积和重量
优化结构设计和材料选择，使装置更 紧凑、轻便。
降低制造成本
优化工艺流程，降低生产成本。
万向传动装置的设计流程
方案设计
根据需求分析，制定多种设计 方案，并进行初步评估和筛选 。
03
万向传动装置课件
典型结构为十字轴式刚性万向节，应用广泛。允许相邻 两轴最大交角15º-20º。
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11
2 万向节结构及运动特性
十字轴式刚性万向节
1-套筒 2-十字轴 3-万向节叉 4-卡环 5-滚针轴承 6-万向节叉
技术研究院传动轴项目小组
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12
2 万向节结构及运动特性
②输入轴、输出轴与传动轴的夹 角相等，即α1=α2。
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15
2 万向节结构及运动特性
准等速万向节
技术研究院传动轴项目小组
双联式
结构简单，制造方便 ，工作可靠，允许有 较大的转向角，多在 转向驱动桥中采用
1) 长度减缩至最小的 双万向节
2)等角速排列条件：
α1=α2
1、2-万向节叉轴，3-双联叉
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1螺丝 2橡胶 3中心钢球4黄油嘴 5传动凸缘 6球座
28
3 中间支撑及轴管
中间支撑
1）中间支承通常装 在车架横粱上，能 补偿传动轴轴向和 角度方向的安装误 差，以及汽车行驶 过程中因发动机窜 动或车架变形等引 起的位移。
2）中间支承常用弹性元件来满 足上述要求，它主要由轴承、 带油封的盖、支架、弹性元件 等组成。
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技术研究院传动轴项目小组
29
3 中间支撑及轴管
轴管
技术研究院传动轴项目小组
为了得到较高的强度和刚度，轴管多做成空心、壁厚均匀的钢管，一般 由厚度1.5-3.0mm的薄钢板卷焊而成
1）功用 ·传动轴是万向传动装置中的 主要传力部件。通常用来连接 变速器(或分动器)和驱动桥， 在转向驱动桥和断开式驱动桥 中，则用来连接差速器和驱动 轮。
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2 万向节结构及运动特性
十字轴式刚性万向节
1-套筒 2-十字轴 3-万向节叉 4-卡环 5-滚针轴承 6-万向节叉
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12
2 万向节结构及运动特性
②输入轴、输出轴与传动轴的夹 角相等，即α1=α2。
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15
2 万向节结构及运动特性
准等速万向节
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双联式
结构简单，制造方便 ，工作可靠，允许有 较大的转向角，多在 转向驱动桥中采用
1) 长度减缩至最小的 双万向节
2)等角速排列条件：
α1=α2
1、2-万向节叉轴，3-双联叉
玩命提品质 疯狂抓执行
1螺丝 2橡胶 3中心钢球4黄油嘴 5传动凸缘 6球座
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3 中间支撑及轴管
中间支撑
1）中间支承通常装 在车架横粱上，能 补偿传动轴轴向和 角度方向的安装误 差，以及汽车行驶 过程中因发动机窜 动或车架变形等引 起的位移。
2）中间支承常用弹性元件来满 足上述要求，它主要由轴承、 带油封的盖、支架、弹性元件 等组成。
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3 中间支撑及轴管
轴管
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为了得到较高的强度和刚度，轴管多做成空心、壁厚均匀的钢管，一般 由厚度1.5-3.0mm的薄钢板卷焊而成
1）功用 ·传动轴是万向传动装置中的 主要传力部件。通常用来连接 变速器(或分动器)和驱动桥， 在转向驱动桥和断开式驱动桥 中，则用来连接差速器和驱动 轮。
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汽车构造教案．等速球笼式万向节的等速原理。
安装位置：
1．变速器(或分动器)与驱动桥之间
为了防止滚针轴承在离心力作用下从万向节叉内脱出，轴承应进行轴向定位。
常见的定位方式除上述盖板式外，还可采用瓦盖式、U型螺栓式及卡圈固定式等结构型式.
十字轴式刚性万向节结构简单，工作可靠，允许在轴间夹角为14°～20°的两轴之间传递动力，且采用两个或两个以上万向节可近似
联式和三销轴式万向节。
双联式万向节实际上是一套传动轴长度减缩至最小的双万向节等速传动装置。
两个三销轴连接。
三销轴的大端有一穿通的轴承孔，其中心线与小端轴颈中心线重台。
靠近大端两侧有两轴颈，其中心线与小端轴颈中心线垂
分面上，因而保证了等角速传动。
等，从而保证了从动轴与主动轴以相等的角速度旋转。
球笼式等速万向节可在两轴最大交角为42°情况下传递扭短，
工作时，无论传动方向如何，六个钢球全部传力。
与球叉式万向节相比，其承载能力强，结构紧凑，拆装方便，因此应用越来越广泛。
4 挠性万向节
挠性万向节依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动
起改变角速度的作用，前端万向节从动叉与后端万向节主动叉在同一平面内，即满足等速传动的条件(图14—17a)。