汽车底盘机械系统构造与检修第六章

第六章万向传动装置6.1万向传动装置概述6.2万向节6.3传动轴和中间支承6.4万向传动装置的维护检查6.5万向传动装置的故障诊断6.1万向传动装置概述万向传动装置在汽车上有很多应用，结构各有不同，但其功用都是一样的，即在轴间夹角和相互位置经常发生变化的两转轴之间传递动力。它主要由万向节、传动轴组成，对于传动距离较远的分段式传动轴，为了提高传动轴的刚度，还设置有中间支承，如图所示。6.1.1万向传动装置的功用及组成1—变速器2—中间支承3—驱动桥4，6—传动轴5—球轴承①变速器（或分动器）与驱动桥之间。②越野汽车变速器与分动器之间。③断开式驱动桥的半轴之间。④汽车转向驱动桥的内外半轴之间。⑤某些汽车的转向轴与转向器之间。6.1.2万向传动装置的应用6.2万向节万向节按其速度特性分为普通万向节（不等速万向节，常用的是十字轴式）、准等角速万向节（双联式和三销轴式）和等角速万向节（常用的是球叉式和球笼式）。按其刚度大小分为刚性万向节和柔性万向节。目前汽车上应用较多的是十字轴式万向节和等速万向节。十字轴式万向节又是刚性万向节，主要用于发动机前置后轮驱动的变速器与驱动桥之间；等角速万向节是刚性万向节的一种，主要用于发动机前置前轮驱动的内、外半轴之间。6.2.1普通万向节1—套筒2—十字轴3—传动轴叉4—卡环5—轴承6—万向节叉7—万向节1—油封座2—油封3—油封挡盘4—滑脂嘴5—万向节叉6—内挡圈7—滚针轴承8—十字轴9—橡胶油封10—万向节11—外挡圈十字轴式刚性万向节十字轴式万向节润滑与定位方式当主动叉轴以等角速旋转时，从动叉轴是不等角速的，从图a转到图b位置，从动叉轴的角速度内最大值ω1/cosa变至最小值ω1cosa。主动叉轴再转90°，从动叉轴的角速度由最小值变至最大值。可见从动叉轴角速度变化的周期为180°。从动叉轴不等速程度随轴间夹角a的增大而增大，而主、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。所谓不等速是指在转动一圈内的角速度而言。单个普通万向节的不等速性会使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动，产生附加的交变载荷及振动噪声，影响零部件使用寿命。速度特性

（a）

（b）R—十字轴旋转半径（R=OA=OB）；a—两叉轴夹角为实现等角速传动，可将两个普通万向节按图所示的排列方式安装。①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。②输入轴、输出轴与传动轴的夹角相等，即a1＝a2。满足上述两个条件，输出轴与输入轴的角速度就相等。注意：所谓等速传动是指传动轴两端的输入轴和输出轴而言。对传动轴来说，只要夹角不为0，它就不等角速转动，与传动轴的排列方式无关。速度特性1—主动叉2—从动叉6.2.2准等角速万向节和等角速万向节1．准等角速万向节①双联式万向节②三销轴式万向节2．等角速万向节①球笼式等角速万向节②球叉式等角速万向节等角速万向节的工作原理柔性万向节也叫挠性万向节，如图所示。它依靠其弹性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。弹性件采用橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈等结构。因弹性件的弹性变形有限，故柔性万向节适用于两轴间夹角不大（3°～5°）和微量轴向位移的万向传动装置。如有的汽车发动机与变速器之间、变速器与分动器之间装用柔性万向节，以消除制造安装误差和车架变形对传动的影响。6.2.3柔性万向节1—螺丝2—橡胶3—中心钢球4—润滑脂嘴5—传动凸缘6—球座6.2.4拆装、检修1．拆卸2．装配3．检修（1）清洁零件（2）核对零件的装配标记（3）十字轴的安装6.3传动轴和中间支承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．构造传动轴有实心轴和空心轴之分。为了减轻传动轴的质量，节省材料，提高轴的强度、刚度及临界转速，传动轴多为空心轴，—般用厚度为1.5～3.0mm且厚薄均匀的钢板卷焊而成，超重型货车则直接采用无缝钢管。转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的传动轴通常制成实心轴。传动轴过长时，自振频率降低，易产生共振，可将其分成两段并加中间支承。6.3.1传动轴3．布置形式及万向节的装配特点（1）越野汽车及多驱动桥汽车的传动轴越野汽车及多驱动桥汽车传动轴的布置包括从变速器到分动器，再从分动器到各驱动桥。每一传动轴两端的万向节叉应装在同一平面内，满足平行排列或等腰三角形排列（如前桥传动轴）的等速条件。（2）普通汽车传动轴①单节式传动轴。普通汽车最简单的传动轴只有一节，其两端用普通万向节分别与变速器和驱动桥连接。装配时传动轴两端的万向节叉在同一平面内，就可保证满载时实现等速传动。②双节式传动轴。传动轴分为两段，即中间传动轴和主传动轴，与3个万向节组成万向传动装置，其装配方法有两种。（3）三节式传动轴某些汽车的轴距长，传动轴制成3节。前两节为中间传动轴，分别用中间支承支承于车架上。每节传动轴两端的万向节叉都应分别在同一平面内。6.3.1传动轴双节式传动轴的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。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。有的汽车采用摆动式中间支承，如图所示，它可绕支承轴摆动，改善了发动机轴向窜动时轴承的受力状况。橡胶衬套能适应传动轴轴线在横向平面内的少量位置变化。6.3.2中间支承1—支架2—橡胶衬套3—支承轴4—摆臂5—滑脂嘴6—车架7—卡环8—支承座9—油封10—中间传动轴1．拆卸拆卸传动轴时，要防止汽车移动，同时按如图所示的方法在每个万向节叉的凸缘上做好标记，以确保作业后原位装复，否则极易破坏万向传动装置的平衡性，造成运转噪声和强烈振动。拆卸传动轴应从传动轴后端与驱动桥连接处开始，先把与后桥凸缘连接的螺栓拧松取下，然后将与中间传动轴凸缘连接的螺栓拧下，拆下传动轴总成。接着松开中间支承支架与车架的连接螺栓，最后松下前端凸缘盘，拆下中间传动轴。6.3.3拆装、检修（a）

（b）

（c）2．装配万向传动装置装配时，应注意装配位置对其传动速度特性的影响。将中间支承对正后，压入中间传动轴的花键凸缘内。压入时，不允许用手锤敲打轴承，以防止轴承内圈挡边破裂。紧固中间支承的前后轴承盖上的3个紧固螺栓时，应支起后轮，边转动驱动轮边紧固，以便自动找正中心；也可先不拧紧至规定力矩，待走合一段时间，自动找正中心后再按规定力矩拧紧。然后加注润滑脂，用滑脂枪加注汽车通用的锂基2号或二硫化钼锂基脂。加注时，既要充分又不过量，以从油封刃口处或中间支承的气孔能看到有少量新润滑脂被挤出为宜。6.3.3拆装、检修（a）

（b）

（c）3．检修（1）.传动轴（2）.中间支承（3）.传动轴管焊接组合件6.3.3拆装、检修（a）

（b）

（c）6.4万向传动装置的维护检查汽车在使用过程中，万向传动装置会出现各种耗损，尤其是载货汽车轴距长，传动轴制成多节，工作条件恶劣，润滑条件差，行驶在不良的道路上，冲击载荷的峰值往往会超过正常值的一倍以上，造成传动轴的弯曲、扭转和磨损逾限，产生振动、异响等故障，破坏万向传动装置的动平衡特性、速度特性，传动效率降低，使万向传动装置技术状况变坏，从而影响汽车的动力性和经济性。6.4.1万向传动装置技术状况的变化对国产中型载货汽车，一级维护时应进行润滑和紧固作业。对传动轴的十字轴、万向节滑动叉、中间支承轴承等加注润滑脂（通常为锂基2号润滑脂）；检查传动轴各部螺纹和螺母的紧固情况，特别是万向节叉凸缘连接螺栓和中间支承支架的固定螺栓等，应按规定的力矩拧紧。二级维护时，应按如图所示的方法检查传动轴十字轴轴承的间隙。十字轴轴承如配合良好，用手应不能感觉出轴向移动量。对传动轴中间支承轴承，应检查其是否松旷及运转中有无异响，当其径向松旷超过规定或拆检轴承出现粘着磨损时，应更换中间支承轴承。6.4.2万向传动装置的维护传动轴十字轴配合间隙的检查6.5万向传动装置的故障诊断6.5.1传动轴动不平衡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。现象①传动轴上的平衡块脱落。②传动轴弯曲或传动轴管凹陷。③传动轴管与万向节叉焊接不正或传动轴未进行过动平衡试验和校准。④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。原因①检查传动轴管是否凹陷。有凹陷，则故障由此引起；无凹陷，则继续检查。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；否则继续检查。③检查伸缩叉安装是否正确。不正确，则故障由此引起；否则继续检查。④拆下传动轴进行动平衡试验。如不平衡，则应校准以消除故障。弯曲应校直。诊断与排除6.5.2万向节松旷在汽车起步和突然改变车速时，传动轴发出“哐”的响声；在汽车缓行时，发出“呱当、呱当”的响声。现象①凸缘盘连接螺栓松动。②万向节主、从动部分游动角度太大。③万向节十字轴磨损严重。原因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，否则继续检查。

②用双手分别握住万向节主、从动部分转动，检查游动角度。游动角度太大，则故障由此引起。诊断与排除6.5.3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。现象①滚动轴承缺油烧蚀或磨损严重。②中间支承安装方法不当，造成附加载荷而产生异常磨损。③橡胶圆环损坏。④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。原因①给中间支承轴承加注润滑脂，响声消失，则故障由缺油引起；否则继续检查。②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。诊断与排除6.5.4万向节和伸缩叉响汽车起步或突然变换车速，传动装置发出“哐”的响声；缓慢行驶时，发出“呱啦、呱啦”的声响。现象①万向节凸缘盘连接螺栓松动。②万向节轴承磨损松旷。③伸缩叉磨损松旷。原因①检查万向节凸缘盘连接螺栓。若松动，则故障由此