汽车传动系之万向传动装置.ppt

传动系之万向传动装置 学习目标 叙述传动轴的组成 作用和工作过程 叙述不同万向节的特点 识别传动轴的主要零部件并叙述其主要作用 规范拆装传动轴 对传动轴的安装质量进行自检 学习内容 概述万向传动装置的功用 组成 安装位置万向节十字轴式刚性万向节 准等速万向节和等速万向节 挠性万向节传动轴和中间支承 一 概述 万向传动装置的功用 组成 安装位置 一 功用 实现汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递 1 传递转矩 2 实现等速传动 3 防止运动干涉 二 组成 一般由万向节和传动轴组成 有时还需加装中间支承 动装置 三 安装位置 两轮驱动汽车的传动轴是安装在变速器与驱动桥之间 四 在汽车上的应用 变速器与驱动桥之间变速器与分动器之间转向驱动桥中的主减速器与转向驱动轮之间 在发动机前置后轮驱动车辆上 见图a 常将发动机 离合器和变速器连成一体安装在车架上 而驱动桥则通过具有弹性的悬架与车架连接 在多轴驱动的车辆上 在分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间也需要采用万向传动装置 见图b 由于车架的变形 也会造成两传动部件轴线间相互位置的变化 图c 所示为在发动机与变速器之间装用万向传动装置的情况 图6 1万向传动装置的应用1 万向节 2 传动轴 3 前传动轴 4 中间支承 二 万向节 十字轴式刚性万向节 准等速万向节和等速万向节 挠性万向节 一 分类 刚性万向节 十字轴 准等速 等速万向节 挠性万向节 柔性万向节 前者的动力是靠两轴间的铰链式连接传递的 而后者中则靠弹性零件传递 且有缓冲减振作用 1 十字轴式刚性万向节 1 1十字轴式刚性万向节的构造及润滑 十字轴式刚性万向节 结构简单 传动可靠 效率高 并且允许两传动轴之间有较大的交角 一般为15 20 故普遍应用于各类汽车的传动系中 两万向节叉上的孔分别套在十字轴的两对轴颈上 这样 当主动轴转动时 从动轴既可以随之转动 又可绕十字轴中心在任意方向摆动 十字轴式刚性万向节 1 2十字轴式刚性万向节传动的不等速性分析 传动的不等速性是指单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输入轴之间有夹角的情况下 主动轴以等角速度转动 从动轴则是时快时慢 而主 从动轴的平均转速是相等 1 主动叉在垂直位置 并且十字轴平面与主动轴垂直的情况 1 2十字轴式刚性万向节传动的不等速性分析 2 主动叉在水平位置 并且十字轴平面与从动轴垂直时的情况 1 2十字轴式刚性万向节传动的不等速性分析 1 2十字轴式刚性万向节传动的不等速性分析 结论 由上述两个特殊情况的分析可以看出 十字轴式万向节在传动过程中 主 从动轴的转速是不相等的 而且两轴交角 越大 万向节传动的不等速性越严重 单万向节传动的不等速性 将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 1 3双万向节传动的等速条件 第一万向节两轴间夹角 1与第二万向节两轴间夹角 2相等 第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面内 1 3双万向节传动的等速条件 a 轴间夹角相等 b 中间轴两端叉处于同一平面 2 准等速万向节 双联式万向节 三销轴式万向节 常见的准等速万向节有双联式和三销轴式两种 它们的工作原理与上述双十字轴万向节实现等速传动的原理是一样的 如图6 4所示为双联式万向节的实际结构 如图6 5所示 在两轴交角较小时 处在圆弧上的两轴轴线交点离上述中垂线很近 能够使得与的差值很小 从而保证两轴角速度接近相等 其差值在允许范围内 故双联式万向节是一种准等速万向节 图双联式万向节1 6 万向节叉 2 导向套 3 衬套 4 防护圈 5 双联叉 7 油封8 10 垫圈 9 球碗 11 弹簧 2 1双联式万向节 2 2三销轴式万向节 3 等速万向节 球叉式万向节 球笼式万向节 三枢轴 球面滚轮式万向节 等角速万向节的基本原理 万向节在工作过程中其传力点始终位于两轴交点的平分面上 与大小相同的锥齿轮传动原理相同 r 2相同 V1 V2 VP 1 2 3 1 1球叉式万向节 主动叉与从动叉分别与内 外半轴制成一体 3 1 2球叉式万向节等角速传动原理 主动叉和从动叉凹槽的中心线是以O1 O2为圆心的两个半径相等的圆 而圆心O1 O2与万向节中心O的距离相等 因此 在主动轴和从动轴以任何角度相交的情况下 传动钢球中心都位于两圆的交点上 亦即所有传动钢球都位于角平分面上 因而保证了等角速传动 球叉式万向节等角速传动原理图 3 1 3球叉式万向节结构特点 球叉式万向节结构简单 允许最大交角为32 33 一般应用于转向驱动桥中 球叉式万向节工作时 只有两个钢球传力 反转时 则由另两个钢球传力 因此 钢球与曲面凹槽之间的单位压力较大 磨损较快 影响使用寿命 3 2球笼式万向节 星形套以内花键与主动轴相连 其外表面有6条凹槽 形成内滚道 球形壳的内表面有相应的6条凹槽 形成外滚道 球笼式万向节有两种类型 1 轴向不可伸缩型 RF节 固定型 一般布置在转向节处2 轴向可伸缩型 VL节 伸缩型 适用于断开式驱动桥 球笼式等速万向节 球形壳 球形壳 钢球 星形套 保持架 球笼式等速万向节 3 2 1球笼式万向节的等速性原理 1 主动轴2 保持架 球笼 3 钢球4 星形套 内滚道 5 球形壳 外滚道 O 万向节中心A 外滚道中心B 内滚道中心C 钢球中心a 两轴夹角 指钝角 3 2 2等速万向节的特点与应用 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 应用 广泛用于转向驱动桥上 3 3三枢轴 球面滚轮式等速万向节 图自由三枢轴等速万向节1 锁定三角架 2 橡胶紧固件 3 保护罩 4 保护罩卡箍 5 漏斗形轴 6 止推块 7 垫圈 8 外座圈 4 挠性万向节 4 挠性万向节 如图6 14所示 柔性万向节由橡胶件将主被动轴交叉连接而成 依靠橡胶件的弹性变形来实现小角度夹角 3 5 和微小轴向位移的万向传动 它具有结构简单 无需润滑 能吸收传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动等优点 图柔性万向节l 连接螺栓 2 橡胶件 3 中心钢球 4 黄油嘴 5 传动凸缘 6 球座 三 传动轴和中间支承 1 传动轴的概述 传动轴是万向传动装置的组成部分之一 这种轴一般长度较长 转速高并且由于所连接的两部件 如变速箱与驱动桥 间的相对位置经常变化 要求 传动轴长度也要相应地有所变化 以保证正常运转 1 1传动轴的结构 图传动轴l 盖子2 盖板3 盖垫4 万向节叉5 加油嘴6 伸缩套7 滑动花键槽8 油封9 油封盖10 传动轴管 1 2传动轴的应用 一般汽车 空心轴 低碳钢板卷制焊接 质量均匀 两端焊有带花键的轴头和万向节叉 重型车 空心轴 无缝钢管 断开式驱动桥 实心轴 传递扭矩大 传动轴和万向节装配后要经过动平衡 故焊有传动片 应按标记安装 图6 16滚动花键传动轴1 油封 2 弹簧 3 钢球 4 油嘴 为了润滑花键 通过油嘴注入润滑脂 用油封和油封盖防止润滑脂外流 有时还加防套 如图中之3 以防止尘土进入 传动轴另一端则与万向节叉6焊成一体 为了减少花键轴与套管叉之间的摩擦