万向传动装置的维修.ppt

重庆机电职业技术学院车辆工程系,学习情境5万向传动装置的维修,重庆机电职业技术学院车辆工程系,能力目标1、会检修万向传动装置。2、掌握万向节装置的拆装、检修方法。3、能编制万向节传动装置的检修方案和计划。4、会用检测设备和工具。5、能注重安全和环保。知识目标理解万向节传动装置的功用及应用掌握成万向传动装置的拆装、检修,重庆机电职业技术学院车辆工程系,功用：轴间夹角和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。组成：万向节、传动轴、中间支承(分段式传动轴),万向传动装置(视频),重庆机电职业技术学院车辆工程系,组成：它一般由万向节和传动轴组成，对于传动距离较远的分段式传动轴，还需设置中间支承。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,万向传动装置在汽车上的应用,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1.变速器与驱动桥之间（42）,FR：输出轴线与驱动桥的输入轴线难以布置重合；负荷变化及不平路面引起的跳动，将使驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2.变速器与分动器，分动器与驱动桥之间,变速器、离合器、分动器等的轴线也可以设计重合，但为消除车架变形及制造、装配误差等引起的轴线同轴度误差对动力传递的影响，其间也常装有万向传动装置。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,4.断开式驱动桥的半轴之间,3.转向驱动桥的内、外半轴之间,转向驱动桥需满足转向和驱动的功能，其半轴是分段的，转向时两段半轴轴线相交且交角变化，因此要用万向传动装置。在断开式驱动桥中，主减速器壳在车架上是固定的，桥壳上下摆动，半轴是分段的，也须用万向传动装置。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,5.转向机构中的转向轴与转向器之间,某些汽车的转向操纵机构受整体布置的限制，转向盘轴线与转向器输入轴线不重合，因此在转向操纵机构中装有万向传动装置。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,十字轴式万向节，它允许相邻两轴的最大交角为150-200，在汽车上应用最广。,刚性万向节,不等速万向节,等速万向节,准等速万向节,挠性万向节,十字轴式HookJoint,三销轴式One-and-a-halfTimeU-Joint、双联式DoubleCardan,球叉式Weiss、球笼式Rzeppa,万向节分类,万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,组成：万向节叉、十字轴、轴承。结构特点：两个万向节叉分别与主、从动轴相连，其叉形上的孔分别套在十字轴的四个轴颈上。在十字轴轴颈与万向节叉孔之间装有滚针和套筒，用带有锁片的螺钉和轴承盖来使之轴向定位。为了润滑轴承，十字轴内钻有油道，且与滑脂嘴、安全阀相通。,1十字轴式万向节的构造,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1十字轴式万向节的构造,视频,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,十字轴式刚性万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,传动轴图,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,（2）单个刚性十字轴万向节的速度特性,当主动叉在垂直平面内时：,VA=1r=2rcos,2=1/cos,从动轴转速大于主动轴转速。,21,重庆机电职业技术学院车辆工程系,（2）单个刚性十字轴万向节的速度特性,当主动叉在水平平面内时：,VB=2r=1rcos,2=1cos,从动轴转速小于主动轴转速。,21,重庆机电职业技术学院车辆工程系,不等速特性：单个十字轴万向节在有夹角的传动中，当主动轴等角速转动，从动轴是不等角速转动。分析：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,不等速特性曲线,重庆机电职业技术学院车辆工程系,从动叉轴在1/cos21cos范围内变化，变化的周期为180。主动轴等速转一周时，从动轴会出现两次周期性的超越或滞后变化，且从动叉轴不等角速度随轴间夹角的加大而加大。主、从动轴的平均转速是相等的，即主动轴转一圈，从动轴也转一圈。从动轴在转动一周内其角速度的不均匀(不等速性)。,不等速特性曲线,重庆机电职业技术学院车辆工程系,优点：轴间交角变化(一般为l520)时可靠地传递动力，结构简单，传动效率高。缺点：单个十字轴式刚性万向节在有夹角的情况下不能传递等速运动。主动轴等速旋转一周，从动轴出现两次周期性的超越和滞后变化。所以，单个十字轴式万向节主从、动轴的转速是不等的。其不等速性，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及振动噪声，影响部件寿命。,十字轴式万向节特点,重庆机电职业技术学院车辆工程系,（3）实现两轴间等角速度传动措施,原理：两个十字轴万向节，中间以传动轴相连，利用第二个的不等速效应来抵消第一个的不等速效应，从而实现等角速传动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,实现两轴间等角速度传动措施,同时必须满足两个条件：（1）1=2（靠整车的总布置设计和总装配保证）（2）两万向节叉处于同一平面内。（靠传动轴与万向节叉的正确装配来保证）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,等速传动有两种排列方式：平行排列；等腰三角形排列。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2、准等速万向节,原理：根据双十字轴万向节实现等速传动的原理设计的。特点：一套传动轴长度缩短至最小的双万向节等速传动装置。,特点：双联叉相当于两个在同一平面上的万向节叉；装有分度机构。,双联式准等速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,双联式准等速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,双联式准等速万向节,优点：允许所联两轴夹角较大(可达50)，轴承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺点：结构较复杂，外形尺寸较大，零件数目较多。应用：中吨位以上的越野车.,重庆机电职业技术学院车辆工程系,双联式准等速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,双联式准等速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,(2)三销轴式万向节,组成：两个偏心轴叉两个三销轴六个轴承六个密封件。结构特点：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,三销轴式万向节,特点：允许所联两轴夹角较大(可达45)，易于密封；外形尺寸较大，零件形状较复杂，所联两轴受附加弯矩和轴向力。应用：个别中、重型越野车的转向驱动桥。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,等角速万向节,类型：球叉式、球笼式和三叉式。,结构：从结构设计上保证万向节在工作时，两齿轮的传力点(接触点)P位于两齿轮轴线交角的平分面上，P点两齿轮的圆周速度始终相等。,原理：使传力点始终位于两轴夹角的平分面上。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1.球叉式等角速万向节,主、从动叉分别与内外半轴制成一体；主、从动叉上各有四个曲面凹槽；四个传力钢球，一个中心钢球。,结构特点：,主动叉和从动叉上各有4个曲面凹槽，装合后形成2个相交的环形槽，作为钢球的滚道。,4个传动钢球放在凹槽中，中心钢球放在两叉中心的四槽内用以定心。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,球叉式等角速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,球叉式万向节等速传动原理,特点：结构较简单，在a3233下正常工作，但钢球所受单位压力较大，拆装不便，磨损较快。应用：轻、中型越野车的转向驱动桥。,球叉式等角速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,结构：,钢球,主动轴,星形套（内滚道）,球笼（保持架）,球形壳(外滚道),外罩,2）RF型球笼式等速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,RF型球笼式等速万向节,组成：星形套、钢球保持架（球笼）、球形壳。结构：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糟，形成外滚道，6个钢球分别装在各条四槽中，并由保持架保持在一个平面内。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,钢球,主动轴,星形套（内滚道）,球笼（保持架）,球形壳（外滚道）,RF型球笼式等速万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,特点：钢球全都参与工作，允许的工作角较大(max=47),承载能力和耐冲击能力强，寿命长，效率较高，尺寸紧凑，安装方便；但精度要求高，成本较高。应用:目前应用最为广泛的等速万向节。,RF球笼式万向节的等速性,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,结构：内、外滚道为圆筒形，且内、外滚道不与轴线平行，而是以相同的角度相对于轴线倾斜；装合后，同一周向位置内、外滚道的倾斜方向刚好相反，即对称交叉，而钢球则处于内外滚道的交叉部位。,（2）VL型球笼式万向节(伸缩型等速万向节),重庆机电职业技术学院车辆工程系,原理：当内半轴7与中半轴1以任意夹角相交时，所有传力钢球都位于轴间交角的平分面上，从而实现等角速传动。特点：在动力传递过程中，内、外球座可以沿轴向相对移动，故可以省去滑动花键。,（2）VL型球笼式万向节(伸缩型等速万向节),重庆机电职业技术学院车辆工程系,(2)VL型球笼式万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,O-万向节中心；A-保持架（球笼）B-保持架内球面中心,VL式万向节：可以适当补偿轴向窜动量，一般用在半轴靠变速器一侧即传动轴内侧；RF式万向节：传递角度大，但轴向不能伸缩，一般用在半轴靠车轮一侧转向节处即传动轴外侧。,VL型球笼式万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,又称为球笼式万向节的滑动式。特点：外球座为圆筒形，内、外滚道是与轴线平行的直线凹槽（即圆筒形），在传递转矩过程中，内球座与外球座可以相对轴向移动。原理：球笼的内外球面在轴线方向是偏心的，内球面中心B与外球面中心A分别位于万向节中心O的两边，且OAOB。同样，钢球中心C到A、B的距离相等，以保证万向节作等角速传动。,（3）球笼式双补偿万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,优点：能轴向相对移动，可省去滑动花键等伸缩机构，使结构简化。轴向位移是通过钢球沿内、外滚道的滚动来实现，与滑动花键相比，滚动阻力小，磨损轻、寿命长。故最适用于断开式驱动桥。,球笼式双补偿万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,球叉式、球笼式比较球笼式：在两轴最大交角达47的情况下，仍可靠传递转矩，且在工作时，无论传动方向如何，6个钢球全部传力。与球叉式等速万向节相比，其承载能力强，结构紧凑，拆装方便。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,组成：三销总成、万向节套。结构：三销总成的花键孔与传动轴内花键配合，三个销轴上均装有轴承，以减小磨损。万向节套的凸缘用螺栓连接，为防止润滑脂外露，万向节由防护罩封护，并用卡箍紧固。,3三叉式等速万向节(三角式万向节),重庆机电职业技术学院车辆工程系,特点：结构简单，磨损小，并且可以轴向伸缩。应用：在轿车应用增多，常用于转向驱动桥半轴内端。,3三叉式等速万向节(三角式万向节),重庆机电职业技术学院车辆工程系,作用：连接变速器（或分动器）和驱动桥，其作用是将变速器（或分动器）传来的扭矩传给驱动桥，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。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,CA1091万向传动装置,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1、传动轴的两端分别焊有带滑动花键的轴头和万向节叉，以实现传动轴长度的变化。（主要是由于汽车行驶时，变速器与驱动桥的相对位置经常变化）,传动轴特点（视频）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2、传动轴在高速旋转时，会产生剧烈振动（因为离心力作用）。因此，传动轴与万向节装配后要进行动平衡试验，加平衡片，并在滑动叉与传动轴上标上记号，以免拆装时误装。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,3、传动轴有空心轴和实心轴两种，多数为空心轴（在传递扭矩相同的情况下，同样尺寸的传动轴，空心轴具有较高的强度和刚度，比实心轴安全；同时，减轻了质量，节约了钢材）。一般由厚薄均匀的薄钢板卷焊而成，对于超重型货车采用无缝钢管制成(1.53.0mm)。但转向驱动桥（半轴）、断开式驱动桥（半轴）、微型车传动轴通常制成实心轴能传递扭矩大。并且对一些直径较小的长轴，如加工成空心轴，则因加工工艺复杂，反而会增加成本，并不经济。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,(1)对花键进行磷花处理。(2)喷涂尼龙层。(3)花键内设置滚动元件。(4)采用半轴滚动花键连接。,图1,图2,图1,图2,这两种方式可减少摩擦损失，提高传动效率，但结构较复杂，成本高。,4、减小传动轴中花键连结的轴向滑动阻力和磨损的措施：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,解放CA1091型汽车传动轴如图所示，传动轴分两段，由3个十字轴万向节相连接，中间传动轴用双列圆锥滚子轴承支承装在车架横梁下，主动轴带有滑动花键，可以伸缩，以改变传动轴的长度。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,中间支承位置：通常将其安装在车架横梁上。中间支承作用：对传动轴起支承作用。传动轴过长，自振频率下降，易产生低频共振，常将中间轴分为中间传动轴+主传动轴，并加中间支承。中间支承在安装时，轴向、横向应有一定间隙，以便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由于发动机窜动或车架变形等引起的位移。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,普通中间支承组成：轴承、带油封的轴承盖、支架和使轴承与支架间成弹性连接的弹性元件。常见的类型：双列圆锥滚子轴承式中间支承、蜂窝软垫式中间支承、摆动中间支承、中间支承轴式中间支承等。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,EQ1090E型汽车传动轴中间支承,重庆机电职业技术学院车辆工程系,重庆机电职业技术学院车辆工程系,万向传动装置的故障诊断总结,汽车起步或变速时有撞击声,汽车行驶时有异响,汽车行驶时有异响且车身抖动,在转矩传递方向上有较大的间隙导致,间隙在哪,十字轴与轴承传动轴与滑动叉螺栓松动,与传动部件的故障有关,传动轴的中间支承万向节装配过紧,更严重的传动部件的故障，主要是振动导致,传动轴弯曲变形传动轴不平衡中间支承损坏严重,故障现象,故障原因,故障分析,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1异响1）故障现象（1）万向节、传动轴伸缩叉响在汽车起步和突然改变车速时，传动轴发出“抗”的响声；在汽车缓行时，发出“呱当、呱当”的响声。（2）中间支承松旷汽车运行中出现一种连续的“呜呜”响声，车速愈高响声愈大。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1异响2）故障原因（1）万向节、传动轴伸缩叉响万向节凸缘盘连接螺栓松动；万向节主、从动部分游动角度太大；万向节轴承、十字轴磨损严重；万向节、传动轴伸缩叉磨损松旷。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1异响2）故障原因（2）中间支承松旷滚动轴承缺油烧蚀或磨损严重；中间支承安装方法不当，造成附加载荷而产生异常磨损或支架连接松动；橡胶圆环损坏；车架变形，造成前后连接部分的轴线在水平面内的投影不同线而产生异常磨损。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1异响3）故障诊断（1）用榔头轻轻敲击各万向节凸缘盘连接处，检查其松紧度。太松旷则故障由连接螺栓松动引起。（2）用双手分别握住万向节、伸缩叉的主、从动部分转动，检查游动角度。万向节游动角度太大，则异响由此引起；伸缩叉游动角度太大，则异响由此引起。（3）给中间支承轴承加注润滑脂，响声消失，则故障由缺油引起。（4）松开夹紧橡胶圆环的所有螺钉，待传动轴转动数圈后再拧紧，若响声消失，则故障由中间支承安装方法不当引起。否则故障可能是：橡胶圆环损坏；或滚动轴承技术状况不佳；或车架变形等引起。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2振动1）故障现象在万向节和伸缩叉技术状况良好时，汽车行驶中发出周期性的响声；速度越高响声越大，甚至伴随有车身振动，握转向盘的手感觉麻木。2）故障原因（1）传动轴弯曲或传动轴管凹陷、传动轴上的平衡块脱落；（2）传动轴管与万向节又焊接不正或传动轴未进行过动平衡试验和校准；（3）伸缩叉安装错位，造成传动轴两端的万向节叉不在同一平面内，不满足等角速传动条件；（4）中间支承吊架固定螺栓松动或万向节凸缘盘连接螺栓松动，使传动轴偏斜。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2振动3）故障诊断（1）检查传动轴管是否弯曲或凹陷，有弯曲或凹陷，则故障由此引起。（2）检查传动轴管上的平衡片是否脱落，如脱落，则故障由此引起。（3）检查伸缩叉安装是否正确，不正确，则故障由此引起。（4）拆下传动轴进行动平衡试验，动不平衡，则故障由此引起。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,1)拆卸,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2)装配,重庆机电职业技术学院车辆工程系,3)万向节叉、十字轴及轴承检修,重庆机电职业技术学院车辆工程系,等速万向节拆装、检修,重庆机电职业技术学院车辆工程系,b)拆卸弹簧卡圈,a)拆卸外万向节,c)用专用工具压出内万向节,重庆机电职业技术学院车辆工程系,取出钢球,拆下球笼,取出星形套（内滚道）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,取出钢球,将球笼垂直装入球形壳（外滚道）,将星形套（内滚道）转出球笼,重庆机电职业技术学院车辆工程系,使球笼完全转入球形壳（外滚道）,碟形座圈和弹簧卡挡圈的安装位置,重庆机电职业技术学院车辆工程系,传动轴传动轴的主要损伤形式有弯曲、凹陷或裂纹等。主要检修以下几个方面：（1）传动轴轴管不得有裂纹及严重的凹瘪。否则应更换传动轴。（2）检查传动轴弯曲程度，如图6-15所示用形铁水平架起传动轴并旋转，用百分表在轴的中间部位测量。径向全跳动公差应符合的规定（轿车传动轴径向全跳动公差应比表中相应减小0.2mm），否则应校正传动轴或更换。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,传动轴（3）检查中间传动轴支承轴颈的径向圆跳动公差不应超过0.10mm。否则应镀络修复或更换。（4）检查传动轴花键与滑动叉花键、突缘叉与所配合花键的间隙：轿车应不大于0.15mm，其它类型的汽车应不大于0.30mm，装配后应能滑动自如。若超差，则应更换传动轴或滑动叉。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,检查中间传动轴、传动轴的弯曲度,传动轴轴管的径向圆跳动公差(mm),重庆机电职业技术学院车辆工程系,3传动轴检修,检查传动轴花键轴与花键套的配合间隙,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2万向节叉、十字轴及轴承（1）检查万向节