万向传动装置课件

1,万向传动装置,部门：SP平台部讲师：田智慧课时：60分钟目的：专业小组能力提升,2,目录,万向节结构及运动特性,2,4,传动轴设计校核参数,3,1,万向传动装置介绍,传动轴中间支撑及轴管,6,传动轴新技术的应用,5,失效模式及后果分析,3,4,5,6,共性的东西您看到了吗？,7,1）变速器与驱动桥之间2）变速器与分动器之间3）驱动桥的半轴4）断开式驱动桥的半轴5）转向轴,万向传动装置介绍,1,8,万向传动装置介绍,1,1）组成由万向节、传动轴组成，有的装有中间支承。2）功用在轴间夹角及相互位置经常发生变化的转轴之间传递动力。,1-变速器；2-中间支承；3-后驱动桥；4-后传动轴；5-球轴承；6-前传动轴,9,3）设计的基本要求：1、保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。2、保证所连接两轴尽可能等速运转。3、由于万向节夹角产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。4、传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。,万向传动装置介绍,1,10,万向传动装置介绍,1,1.刚性万向节:不等速万向节(十字轴式)准等速万向节(双联式,三销轴式)等速万向节(球笼式,球叉式)2.挠性万向节,万向节的分类,11,万向节结构及运动特性,2,不等速万向节结构,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15-20。,12,1-套筒2-十字轴3-万向节叉4-卡环5-滚针轴承6-万向节叉,万向节结构及运动特性,2,十字轴式刚性万向节,13,万向节结构及运动特性,2,VA=1r=2rcos所以2=1/cos此时21,十字轴式刚性万向节,VB=1rcos=2r所以2=1cos此时21,14,万向节结构及运动特性,2,十字轴式刚性万向节,15,万向节结构及运动特性,2,十字轴式刚性万向节,平行式排列等腰式排列,1)等角速排列方式,2)等角速排列条件：第一个万向节的从动叉和第二个万向节的主动叉与传动轴相连，且传动轴两端的万向节叉在同一平面内；输入轴、输出轴与传动轴的夹角相等，即1=2。,万向节的磨损是以十字轴轴径和滚针轴承的磨损为标志（润滑、密封性能）,16,万向节结构及运动特性,2,准等速万向节,双联式,1、2-万向节叉轴，3-双联叉,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=2,2)等角速排列条件：,1),长度减缩至最小的双万向节,17,万向节结构及运动特性,2,准等速万向节,三销轴式,1主动偏心轴叉2、4三销轴3从动偏心轴叉5卡环6轴承座7衬套8毛毡圈9密封罩10推力垫片,18,万向节结构及运动特性,2,准等速万向节,1)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,2)最大特点是允许相邻两轴有较大的交角，最大可达45度。采用此万向节的转向驱动桥可使汽车获得较小的转弯半径，提高了汽车的机动性。,19,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,1)基本原理：传力点永远位于两轴交点的平分面上。,工作原理图,2)两个大小相同锥齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角的平分面上，由P点到两轴的垂直距离都等于r。P点处两齿轮的圆周速度相等，两齿轮的角速度也相等。可见，若万向节的传力点在其交角变化时，始终位于两轴夹角的平分面上，就能保证等速传动。,20,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,球笼式,钢球,主动轴,星形套（内滚道）,球笼（保持架）,球形壳（外滚道）,21,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,1)等速性：当中段半轴(主动轴)和外球座轴(从动轴)之间夹角发生变化时，传力钢球中心始终位于两轴交角的平分面上，并且到两轴线的距离相等,2)特点：球笼式万向节工作时六个钢球都参入传力，故承载能力强、磨损小、寿命长。它被广泛应用于各种型号的转向驱动桥和独立悬架的驱动桥,22,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,23,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,24,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,25,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,26,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,27,万向节结构及运动特性,2,等速万向节,28,万向节结构及运动特性,2,挠性万向节,1螺丝2橡胶3中心钢球4黄油嘴5传动凸缘6球座,挠性万向节是由橡胶件将主被动轴叉交错连接而成，依靠橡胶件的弹性变形，能够实现转动轴线的小角度（35）偏转和微小轴向位移，吸收传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动，具有结构简单，无需润滑等优点。,29,3,中间支撑,中间支撑及轴管,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。,30,3,轴管,中间支撑及轴管,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。,2）构造壁厚均匀的轴管传动轴过长，易共振，将其分成两段并加中间支承两端焊接的花键轴和万向节叉组成滑动花键连接，以实现传动轴长度的变化用平衡片修补平衡量,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,31,3,中间支撑及轴管,32,传动轴伸缩花键齿侧挤压应力,轴管外径临界转速,轴管的剪切应力,当量夹角,4,传动轴设计校核参数,33,传动轴伸缩花键齿侧挤压应力计算,Ts传动轴计算转矩（Nm）；,K花键处转矩分布不均匀系数，K=1.31.4；,Lh花键有效工作长度（mm）；,Dh，dh花键的大径和小径（mm）；,n0花键齿数；,齿侧许用挤压应力(MPa),4,传动轴设计校核参数,34,Temax发动机最大转矩（Nm）；Ig1变速器一档传动比；Kd动载系数(一般货车、越野汽车取Kd=1)；发动机到传动轴之间的传动效率（98%）。,4,传动轴设计校核参数,发动机最大转矩和一挡速比来计算传动轴所承受的载荷：,驱动轮打滑来计算传动轴所承受的载荷：,G2满载状态下后桥上的静载荷（Nkg）,汽车最大加速度时后轴负荷转移系数,轿车：,=1.21.4,=1.11.2,货车：,轮胎与路面间的附着系数,可取0.85,rr车轮滚动半径（m）；,i1后桥主减速器主减速比；,m主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率（98%）,Ts的取值,35,轴管外径临界转速计算,nc传动轴轴管的临界转速(rpm);,l1传动轴长(mm);,d1前传动轴轴管内径(mm).,D1前传动轴轴管外径(mm);,4,传动轴设计校核参数,传动轴工作的最高转速需通过最高车速和发动机的额定转速确定！,36,轴管的剪切应力,许用应力;,Ts传动轴计算转矩（N）;,d1前传动轴轴管内径（mm）.,D1前传动轴轴管外径（mm）;,4,传动轴设计校核参数,一般取300(MPa),37,38,当量夹角,4,传动轴设计校核参数,1、公式中的正、负取决于万向节叉的相位角：当0时，符号为“”当90时，符号为“”,2、根据车辆的常用工况进行校核：乘用车计算半载状态货车类计算空载和满载两种状态,3,39,当量夹角,4,传动轴设计校核参数,40,5,失效模式及后果分析,41,5,失效模式及后果分析,42,5,失效模式及后果分析,传动轴异响,对策：1.橡胶材料更改。2.油脂材料更改。,原因：1.油封磨损。2.润滑脂受热“液化”。3.工作面有泥沙等异物进入,43,5,失效模式及后果分析,传动轴异响,对策：1.减小防尘罩外径。2.橡胶材料更改。3.选择合适时机更改布置,原因：1.防尘罩外径匹配不合适。2.橡胶材料硬度不够。3.中间支撑角度不合适。,44,花键轴尼龙涂覆技术,6,