大学ppt课件：《-传动轴与万向节》

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,万向节与传动轴,*,第六章 万向节与传动轴,11/15/2024,1,万向节与传动轴,第六章 万向节与传动轴9/27/20231万向节与传动,万向节传动装置,功用：,在轴间夹角和轴的相互位置经常发生变化的转轴之间继续传递动力。,组成：,万向节,传动轴,中间支承,万向节,中间支承,主传动轴,中间传动轴,驱动桥,11/15/2024,2,万向节与传动轴,万向节传动装置功用：在轴间夹角和轴的相互位置经常发生变化的转,万向节传动装置工作演示,11/15/2024,3,万向节与传动轴,万向节传动装置工作演示9/27/20233万向节与传动轴,应用：,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,11/15/2024,4,万向节与传动轴,应用：9/27/20234万向节与传动轴,第一节 万向节,、,连接,不同心，有夹角且夹角不断变化的两传动轴（装载机的变速箱输出轴与驱动桥输入轴）（转向驱动桥）,、需要传递动力的两轴之间的距离较大，且不同轴，可以用两根传动轴和中间加一万向节来连接。,、连接虽然同轴，但由于安装或工作易变形两轴（履式推土机的主离合器与变速箱输入轴）,万向节作用,11/15/2024,5,万向节与传动轴,第一节 万向节、连接不同心，有夹角且夹角不断变化的两传,万向节类型,弹性万向节,：依靠弹性元件的弹性变形来适应两传动轴夹角的变化。变形量有限，一般只用在交角不大于5,0,的万向节传动中，工程机械上很少用。,刚性万向节,：十字轴万向节（不等角速万向节）交角一般为15,0,20,0,等角速万向节,：球叉式、球笼式、三销轴式等,11/15/2024,6,万向节与传动轴,万向节类型弹性万向节：依靠弹性元件的弹性变形来适应两传动轴,一、十字轴式刚性万向节,结构,十字轴,万向节叉,轴承盖,万向节叉,滚针轴承,11/15/2024,7,万向节与传动轴,一、十字轴式刚性万向节结构十字轴万向节叉轴承盖万向节叉滚针轴,十字轴式刚性万向节,11/15/2024,8,万向节与传动轴,十字轴式刚性万向节9/27/20238万向节与传动轴,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。,11/15/2024,9,万向节与传动轴,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,十字轴万向节运动分析,如图所示：设原动轴P1的叉面与纸面垂直，从动轴P2的叉面在纸面内；P1的角速,1,不变，,P2,在此位置的角速度为,2,，两轴的夹角为；,则当十字轴与P2轴一起转动时，A点的速度U,A,=,2,r,则当十字轴与P1轴一起转动时，A点的速度U,A,=,1,rcos,A点的线速度只能有一个，即,2,=,1,cos,11/15/2024,10,万向节与传动轴,十字轴万向节运动分析如图所示：设原动轴P1的叉面与纸面垂直，,当两轴转过90,0,时,，P1轴的叉面在纸面内，P2轴的叉面与纸面垂直，设此时,P2轴,的角速度为,2,，取B点研究：,U,B,=,1,r=,2,rcos 即,2,=,1,/cos,1,cos,2,1,/cos；,再转过90,0,，,P2轴,的速度从,2,变为,2,，即,P2,的角速度为,2,在,2,2,之间变化；,传动比为I=,1,/,2,=1/cos cos,11/15/2024,11,万向节与传动轴,当两轴转过900时，P1轴的叉面在纸面内，P2轴的叉面与纸面,绘出,2,/,1,随主动轴转角,1,的函数曲线,11/15/2024,12,万向节与传动轴,绘出2/1随主动轴转角1的函数曲线9/27/20231,绘出,1,2,随主动轴转角,1,的变化曲线如下：,1,1,2,180,=10,0,90,11/15/2024,13,万向节与传动轴,绘出12随主动轴转角1的变化曲线如下：11,当,1,=0,时，,1,2,=0,当0,1,90,时，,1,2,0，,从动轴相对主动轴超前,当,1,=90,时，,1,=,2,=90,当90,1,180,时，,1,2,0，,主动轴相对从动轴超前,当,1,=180,时，,1,=,2,=180,，,两轴都转过半周；同样，后半周情况相同,1,1,2,90,180,11/15/2024,14,万向节与传动轴,当1=0时，12=011290 180,结 论,（,单个十字轴万向节）,当两轴夹角和,1,为常数时，传动比不为常数，而是在cos1/cos间作周期性的变化。即,从动轴一周中的角速度不均匀，是瞬时变化的（不等速性）。,主、从动轴的转速是相同的，即平均速度相同。（等速性）,不等速性，将使从动轴和与从动轴相连的传动部件产生角加速度，从而产生扭转振动，不利于匀速行驶，使用寿命缩短,11/15/2024,15,万向节与传动轴,结 论（单个十字轴万向节）当两轴夹角和1为常数时，,双万向节传动,（）,结构：在主动轴和从动轴间加一中间传动轴，用2个万向节连接实现动力传递,11/15/2024,16,万向节与传动轴,双万向节传动（）结构：在主动轴和从动轴间加一中间传动轴，,（2）双万向节传动作用、特点,、可以布置不相交的转轴（平行、交叉）,、可以避免单个万向节传动的不等速性,特点：可以实现主从动轴的瞬时传动比始终为1,11/15/2024,17,万向节与传动轴,（2）双万向节传动作用、特点9/27/202317万向节与传,（3）双万向节实现等速传动的布置要求,、主动轴、从动轴与中间轴的夹角,1,=,2,、中间传动轴两端的万向节叉应在同一平面内,、应尽量减小,1,、,2,，最大角可为30；在实际使用中，,1,不可能始终等于,2,，只是近似相等，对单个万向节而言，仍有不等速性,11/15/2024,18,万向节与传动轴,（3）双万向节实现等速传动的布置要求、主动轴、从动轴与中间,用万向节实现两轴间等角速度传动条件,采用双万向节,第一万向节两轴间夹角,a,1,与第二万向节两轴间夹角,a,2,相等。,第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同一平面内。,11/15/2024,19,万向节与传动轴,用万向节实现两轴间等角速度传动条件采用双万向节9/27/20,铰接式车架双万向节的布置,11/15/2024,20,万向节与传动轴,铰接式车架双万向节的布置9/27/202320万向节与传动轴,铰接式车架万向节的布置,要实现等速传动的条件：,（1）、使用双万向节,（2）、车架铰点O布置在纵向中心线上,（3）、两万向节铰点与O点的距离应相等,11/15/2024,21,万向节与传动轴,铰接式车架万向节的布置要实现等速传动的条件：9/27/202,三万向节、双传动轴传动,11/15/2024,22,万向节与传动轴,三万向节、双传动轴传动9/27/202322万向节与传动轴,二、等速万向节,原理：传力点永远位于两轴交点O的平分面上,11/15/2024,23,万向节与传动轴,二、等速万向节原理：传力点永远位于两轴交点O的平分面上9/,等角速万向节类型,球叉式等角速万向节,球笼式等角速万向节,三销轴式等角速万向节,11/15/2024,24,万向节与传动轴,等角速万向节类型球叉式等角速万向节9/27/202324万,1、球笼式等速万向节,钢球,主动轴,星形套（内滚道）,球形壳（外滚道）,外罩,球笼（保持架）,11/15/2024,25,万向节与传动轴,1、球笼式等速万向节钢球主动轴星形套（内滚道）球形壳（外滚道,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,11/15/2024,26,万向节与传动轴,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,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42,11/15/2024,27,万向节与传动轴,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,2.三销轴式万向节,特点：允许相邻两轴有较大的交角，提高机动性；但所占空间较大。,三销轴,主动偏心轴叉,从动偏心轴叉,止推垫片,轴承座,叉孔中心线与叉轴中心线垂直但不相交,11/15/2024,28,万向节与传动轴,2.三销轴式万向节特点：允许相邻两轴有较大的交角，提高机动,6-2,传,动,轴,一、作用：,传递扭矩，一般不承受弯矩。,二、结构,11/15/2024,29,万向节与传动轴,6-2 传 动 轴一、作用：传递扭矩，一般不承受弯,结构特点：,空心、壁厚均匀的钢管。,（1.54.0mm）,（只传递扭矩）采用均质、轻型材料，常用钢板卷制对焊而成（因转速高，离心力大，扭振较大）,伸缩节：其长度可随行驶状况而变。,传动轴的长度要求能变化（常用滑动叉和花键连接两段传动轴，花键的长度应能保证传动轴在各种工况下既不会脱开，也不会卡死，为减小磨损，产生空隙振动，现多用滚动花键代替滑动花键）,安装：注意安装标记，满足动平衡要求。,11/15/2024,30,万向节与传动轴,结构特点：空心、壁厚均匀的钢管。（1.54.0mm）（只,三、,传动轴的临界转速,两端连接万向节的传动轴可看成两端自由支承的轴。当由于质量不均、受自重影响等原因时，轴在旋转时在离心力的作用下会产生横向弯曲振动。当轴的转速等于其弯曲自振频率时，出现共振，使轴的挠度急剧增大甚至折断，把轴的这一转速，称为临界转速。,设轴为等截面：用n,l,表示临界转速，则有,11/15/2024,31,万向节与传动轴,三、传动轴的临界转速两端连接万向节的传动轴可看成两端自由,D传动轴外径cm,d传动轴内径 cm,L支承长度cm，一般取两万向节中心距离,由此可知，同样外径的轴，空心轴比实心轴的n,l,要大。在设计时，应使传动轴的最大转速n,max,0.7n,l,11/15/2024,32,万向节与传动轴,D传动轴外径cm 9/27/202332万向节与传,习,题,1.,简述十字轴万向节的不等速性及等速性？,2.,何为传动轴的临界转速？,3.,十字轴,万向节要实现等速传动的条件？,4.,铰接式车架的万向节应如何布置，才能实现等速传动？,11/15/2024,33,万向节与传动轴,习 题1.简述十字轴万向节的不等速性及等速性？9/2,十字轴刚性万向节的工作特性,单个万向节在输入轴与输出轴之间有夹角的情况下，两轴的角速度不相等。,w,1,w,2,w,1,w,2,v,A,=,w,1,r=,w,2,rcos,a,v,B,=,w,1,rcos,a,=,w,2,r,11/15/2024,34,万向节与传动轴,十字轴刚性万向节的工作特性单个万向节在输入轴与输出轴之间有,