学习任务四万向节

学习任务四万向节功用：在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承。联轴器与离合器概述用来联接轴与轴、以传递动力和运动的联接零件联轴器离合器安全联轴器和安全离合器1、分类特殊功用的联轴器和离合器只有在机器停车时用拆卸的方法才能把两根轴联接或分离的联接在机器运转过程中可以根据需要随时将两轴联接或分离的联接机器工作时，如果扭矩超过规定值，联轴器或离合器能自动断开或打滑，以保证机器中的主要部件防止过载而损坏根据特殊功能的要求，使被联接的两根轴联接或分离1-变速器；2-中间支承；3-后驱动桥；4-后传动轴；5-球轴承；6-前传动轴汽车传动系视频传动轴万向节视频应用：

a）发动机前置后轮驱动汽车的变速器与驱动桥之间

b）多轴驱动的汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间

c）由于车架的变形，会造成轴线间相互位置变化的两传动部件之间

d）独立悬架的汽车的与差速器之间e）转向驱动车桥的差速器与车轮之间

f）汽车的动力输出装置和转向操纵机构中

一、联轴器的功用与性能要求1、分类①刚性联轴器对各种相对位移没有补偿能力，对中性要求高套筒式联轴器夹壳式联轴器凸缘式联轴器②挠性联轴器有挠性元件，可补偿一定的偏移十字滑块联轴器滑块联轴器十字轴式万向联轴器齿式联轴器滚子链联轴器二、联轴器的分类弹性套柱销联轴器②挠性联轴器（续）弹性柱销联轴器梅花形弹性联轴器轮胎联轴器膜片联轴器圆柱弹簧联轴器蛇形弹簧联轴器径向弹簧片联轴器2、刚性联轴器（rigidcoupling）2、刚性联轴器（rigidcoupling）（2）凸缘式联轴器（flangedcoupling）对中方式：用半联轴器上的凸肩与凹槽对中，对中性好；或用剖分环对中，对中困难，装拆方便特点：结构简单，成本低、传递扭矩较大，但对轴的刚性、对中性要求较高，装拆时需作轴向移动。传递扭矩方式：靠半联轴器配合面间的摩擦力——用普通螺栓联接靠配合螺栓的挤压和剪切——用铰制孔用螺栓联接潘存云教授研制制造与安装要求：半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直，安装时应使两轴精确对中。90˚材料：一般用铸铁、当重载或V≥30m/s时，用铸钢或锻钢。特点：结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不能缓冲减振。应用：用于载荷较平稳的两轴联接。（3）夹壳联轴器特点:径向尺寸较大、装拆方便，克服了套筒联轴器装拆需轴向移动的不足，但转动平衡性较差，故常用于低速。十字滑块联轴器（crossslidingcoupling）3、挠性联轴器（elasticcoupling）组成：由两个端面上带有凹槽的半联轴器和一个两端面带有相互垂直凸牙的圆盘组成。特点：结构简单，制造方便，能补偿一定的轴向偏移（径向偏移≤0.04d，角偏移≤30），滑块的滑动存在摩擦和磨损使用场合：适用于转速n≤250rpm、轴的刚性较大、无剧烈冲击的场合滑块联轴器（slidercoupling）特点：结构简单尺寸紧凑使用场合：适用于小功率、高转速而无剧烈冲击的场合潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制（2）齿式联轴器功用：能补偿轴不对中和偏斜。工作范围：正常齿：α≤30’

腰鼓齿：α≤3˚α

(二)挠性联轴器结构：两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同，外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联接。两端密封，空腔内储存润滑油。潘存云教授研制优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。缺点：结构笨重、造价高。应用：用于重型传动。潘存云教授研制潘存云教授研制1、弹性套柱销联轴器(三)有弹性元件联轴器结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器。预留安装空间以便与更换橡胶套

A预留间隙以补偿轴向位移。c圆柱孔圆锥孔潘存云教授研制2、弹性柱销联轴器结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。尼龙销挡板cc销与挡板之间留有间隙结构简单、更换柱销方便。特点：上述两种联轴器的动力通过弹性元件传递，缓和冲击、吸收振动。应用：适用于正反向变化多，启动频繁的高速轴。适用范围：-12˚≤t≤60˚

能补偿较大的轴向位移，并允许微量的径向位移和角位移。n≤8000r/min

潘存云教授研制三、万向联轴器——万向节作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。α单万向联轴器分类：1）刚性万向节

不等速万向节（常用的为十字轴式）准等速万向节（如双联式万向节）等速万向节（如球笼式万向节）2）柔性万向节

普通万向节十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜潘存云教授研制vA1=rω1结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的“十字形”构件相联，“十字形”构件的中心位于两轴交点处，运动分析：αα两轴平均传动比为1，但瞬时传动比是动态变化的。在图示位置I,以轴1为参考系，对A点有：以轴2为参考系，对A点有：vA2=r’ω’2Aω'2Aαω1Brr’=rcosαω’2显然有：

vA1=vA2

α=0~45˚轴间角为：潘存云教授研制r”其它位置：代入得：ααω1BBAω"2在图示位置II,以轴2为参考系，对B点有：vB2=rω”2以轴1为参考系，对B点有：vB1=r”ω1=ω1rcosα同样有：

vB1=vB2

r代入得：ω’’2=ω1cosαω’2〉ω1ω”2<ω1ω1cosαω1cosα≤ω2≤ω1=cosαω’2因此在传动中引起动载荷。为了消除从动轴变速转动的缺点，常将两个单万向联轴器串联使用，构成双万向联轴器。安装要求：①主动、从动、中间三轴共面；②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等；③中间轴两端的叉面应在同一平面内。ααC2αα121C潘存云教授研制小型双万向联轴器

结构如图所示，通常采用合金钢制造。AAAAααAAαα十字轴润滑油道油封油封挡盘注油嘴采用橡胶油封，当十字轴内腔油压过大时，多余的润滑油会从橡胶油封内圆表面与轴颈接触处溢出。滚针轴承球笼式等速万向节原理：当万向节主动轴与从动轴之间传力点一直处于主动轴轴线和从动轴轴线夹角平分线上（或者说传力点距这两轴线的距离相等）时，必然能实现等角速传动。球笼式万向节的等速性外滚道中心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。星形套内滚道球笼（保持架）球形壳（外滚道）球滚动时，同时以A、B为球心滚动，所以CA=CB主、从动轴夹角平分面球笼式万向节特点：承载能力强，结构紧凑，拆装方便，两轴最大交角为42°四、柔性万向节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（3゜～5゜）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。

挠性万向节五、传动轴及中间支承

一般需要在万向节之间安装传动轴。若两部件之间的距离会发生变化，而万向节又没有伸缩功能时，则还要将传动轴做成两段，用滑动花键相连接。为减小传动轴花键连接部分的轴向滑动阻力和摩损，需加注润滑脂进行润滑

传动轴动平衡传动轴在高速旋转时，任何质量的偏移都会导致剧烈振动。生产厂家在把传动轴与万向节组装后，都进行动平衡。经过动平衡的传动轴两端一般都点焊有平衡片，拆卸后重装时要注意保持二者的相对角位置不变。

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

在传动距离较长时，往往将传动轴分段，即在传动轴前增加带中间支承的前传动轴

四、学习任务五离合器任务描述对于装有手动变速器的汽车，离合器是不可缺少的部件。图示为一膜片式离合器。它的工作原理和结构是怎么样的？在换挡时为什么要踩下离合器？一、离合器的功用和类型按离合器片的数目——单片式、双片式、多片式按压紧弹簧的形式及布置形式——膜片弹簧式、周向布置螺旋弹簧式、中央弹簧式和斜置弹簧式按操纵机构——机械式（拉杆式和拉索式）、液压式、气压式和空气助力式

目前常用的离合器有摩擦式离合器、液力耦合器、电磁离合器等几种，目前在汽车上常用的是摩擦式离合器离合器的功能1.在汽车起步时，通过离合器主，从动部分之间的滑

磨、转速的逐渐接近，确保汽车起步平稳2.当变速器换挡时，通过离合器主，从动部分的迅速分

离来切断动力的传递，以减轻齿轮轮齿间的冲击，保

证换挡时工作平顺

3.当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大转矩时，

其主、从动部分之间将产生滑磨，防止传动系过载二、摩擦离合器1.摩擦离合器的基本组成主动部分：飞轮、压盘、离合器盖——与发动机同步旋转从动部分：从动盘——连接变速器压紧机构：压紧弹簧——将压盘和从动盘压向飞轮操纵机构：离合器踏板、分离拉杆、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆等——操控离合器从动盘膜片弹簧飞轮离合器盖压盘离合器踏板从动轴分离轴承分离拉杆分离叉桑塔纳轿车离合器结构从动盘膜片弹簧飞轮离合器盖压盘从动轴2.工作原理（1）接合状态：离合器踏板处于最高位置，压紧装置的弹簧将压盘、飞轮及离合器片互相压紧，发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面得摩擦力矩传至离合器片。（2）分离过程：踩下踏板，通过拉杆、分离拨叉使分离轴承前移，推动分离杠杆使压盘克服压紧弹簧的压力后移，压盘与飞轮之间产生间隙，作用在离合器片上的摩擦力矩消失，中断动力传递（3）结合过程：缓慢地抬起离合器踏板，在压紧弹簧作用下，压盘前移使离合器片逐渐与飞轮恢复接触。随着离合器片上的压力逐渐增加，主、从动部分的转速差逐渐减小，直到转速相等滑磨现象消失，离合器完全结合动画演示3，常见的摩擦离合器（1）多片离合器（2）膜片弹簧离合器主动部分飞轮：发动机曲轴飞轮组的主要零部件，飞轮后端面同时也是离合器的动力输入部件离合器盖和压盘：连接或切断发动机动力。离合器盖通过螺栓与飞轮连接，压盘与离合器盖之间通过周向均布的几组传动片和分离杠杆来传递转矩，压盘在弹簧力作用下，将离合器片压紧在飞轮上从动部分从动盘：由本体、摩擦片、离合器片毂组成为避免转动方向共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车从动盘装有扭转减震器位于飞轮和压盘之间，前后摩擦片可传力和缓冲分为：单片式、双片式、多片式从动盘钢片

摩擦（衬）片

阻尼片（摩擦垫片）波浪形弹簧钢片

减振器盘

离合器片毂（从动盘毂）

减振器弹簧

刚性从动盘（不带扭转减振器）

柔性从动盘（带扭转减振器）

两种类型的从动盘：刚性（不带扭转减振器）和柔性（带扭转减振器）扭转减振器

为了避免共振，缓和传动系所受的冲击载荷，在不少汽车传动系中装设了扭转减振器。从动盘工作时，两侧摩擦衬片所受摩擦力矩首先传到从动盘本体和减振器盘上，再经弹簧传给从动盘毂。这时弹簧被压缩，借此吸收传动系所受冲击。传动系中的扭转振动导致从动盘本体及减振盘与从动盘毂之间的相对往复摆动，从而可依靠阻尼片与上述三者之间的摩擦来消耗扭转振动的能量，使扭转振动迅速衰减

（a）不工作时（b）工作时动力传递路线从动盘摩擦衬片——从动钢片及减振盘——减振弹簧及阻尼片——从动盘毂（a）不工作时（b）工作时弹簧被压缩，借此吸收传动系所受冲击不同结构形式的扭转减振器橡胶弹性元件扭转减振器

变刚度扭转减振器

带扭转减振器（中间配装有行星齿轮机构）的双质量飞轮

压紧装置压紧装置：主要是膜片弹簧或螺旋弹簧位于离合器盖与压盘之间将压盘压向飞轮，从而使离合器片压紧膜片弹簧

膜片弹簧是广泛采用的离合器压紧元件，用优质