11汽车传动系(4万向传动装置)解析

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,*,第十一章 汽车传动系,第四节 万向传动装置,要求：了解各种万向传动装置、传动轴和中间支承的构造。,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常常变化的转轴之间的动力传递，必需承受万向传动装置。,万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还加装中间支承。,万向传动装置在汽车上的应用图(1),在现代汽车的总体布置,中，发动机、离合器和变速,箱连成一体固装在车架上，,而驱动桥则通过弹性悬架与,车架连接。由此可见，变速,器输出轴轴线与驱动桥的输,入轴轴线不在同一平面上。当汽车行驶时，车轮的跳动会造成驱动桥与变速器的相对位置(距离、夹角)不断变化，故变速器的输出轴与驱动桥的输入轴不行能刚性连接，必需安装有万向传动装置。此外，由于越野汽车的前轮既是转向轮又是驱动轮。作为转向轮，要求在转向时可以在规定范围内偏转确定角度；作为驱动轮，则要求半轴在车轮偏转过程中不连续地把动力从主减速器传到车轮。因此，半轴不能制成整体而必需分段，中间用等角速万向节相连。,万向节,传动轴,中间支承,万向传动装置在汽车上的应用图(2),第一节 万向节,万向节按其刚度的大小可分为刚性万向节和挠性万向节，前者的动力是靠零件的铰链式联接传递的；而后者的动力则是靠弹性零件传递的，如橡胶盘、橡胶块等，由于弹性元件的变形量有限，因而挠性万向节一般用于两轴间夹角不大以及有微量轴向位移的轴间传动。,刚性万向节分为不等速万向节(如常见的十字轴式)、准等速万向节双联式、三销轴式和等速万向节球叉式、球笼式等。,一、十字轴式刚性万向节,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。,该万向节,具有构造,简洁，传动效率高的优点，但在两轴夹角不为零的状况下，不能传递等角速转动。,套筒,十字轴,传动轴叉,卡环,轴承外圈滚针,套筒叉,十字轴式刚性万向节示意图,设主动叉由初始位,置转过,1,角，从动叉,相应转过,2,角，由机,械原理分析可以得出,如下关系式：,tg1=tg2,cos,是主、从动轴之间的夹角。,主动叉,从动叉,十字轴,双万向节等速传动布置图,由前述分析知：,tg1=tg2cos1；,tg4=tg2cos2；,假设有12，,则有41,只要满足上述条件，,并使中间轴两端的叉面共面,图中两叉面垂直于纸面，一般中间,轴可伸缩，有装配记号。利用双,万向节可以实现输出轴和输入轴的等速旋转。,主动叉,主动叉,从动叉,从动叉,二、准等速万向节基于前述原理设计的万向节和等速万向节,一1、双联式万向节准等速万向节工作原理图图179,图注：1,2-轴 3-双联叉,双联式万向节实,际上是一套将传动轴,长度减缩至最小的双,十字轴式万向节等速,传动装置，双联叉3,相当于传动轴及两端处在同一平面上的万向节叉，协作专用机构使得两轴与双联叉3的交角相等，这就满足了使轴1和轴2的角速度相等的条件。双联式万向构造上保证了中间轴叉面共面。,双联式万向节构造示意图图1710,该万向节构造,中设有保证输入轴,与双联叉轴线间夹,角1和双联叉轴,线与输出轴间夹角,2近似相等的分,度机构。在万向节,叉1的内端有球头，,在万向节叉4内端有导向套。球碗放于导向套内，被弹簧压向球头。,万向节叉,万向节叉,十字轴,油封,弹簧,球碗,双联叉,球头,2、三销轴式准等速万向节构造参课本图1711,三销轴式万向节是由双联式万向节演化而来的准等速万向节。,装合后，可形成Q1 Q1，,Q2 Q2，R R三根,轴线。,三销轴式万向节最大特,点是允许相邻两轴有较,大的交角，最大可达45。,在转向驱动桥中承受这种万向节，可使汽车获得较小的转弯半径，提高了汽车的机动性，缺点是所占空间较大。,二等速万向节的工作原理,当万向节主动,轴与从动轴之间传,力点始终处于主动,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，必定能实现等角速传动。相当于一对大小相等的锥齿轮传动，空间同速点！节圆锥。,1、球笼式等速万向节,组成：星形套5以内,花键与主动轴1相连，,其外外表有六条弧,形凹槽，形成内滚,道。球形壳8的内表,面有相应的六条弧,形凹槽，形成外滚道。,六个钢球分别装在,由六组内外滚道所对出的空间里，并被保持架4限定在同一个平面内。动力由主动轴1及星形套经钢球传到球形壳8输出。,主动轴,星形套内滚道,钢球,保持架球笼,球形壳外滚道,球笼式等速万向节组成,主动轴,星形套内滚道,保持架球笼,钢球,球形壳外滚道,外罩,球笼式等速万向节装配动画,装主动轴、,卡环,装星形套内滚道,装保持架球笼,装钢球,装球形壳外滚道,装外罩,在外罩上装钢带箍,作剖视图,动画完毕,球笼式等速万向节等速传动原理,外滚道中心A，内滚道,中心B，分别位于万向,节中心O的两边，且与,O等距。钢球中心C到,A、B两点的距离也相,等。因此，当两轴交,角变化时，保持架可,沿内、外球面滑动，,以保持钢球在确定位置。,不难推知：AOC=BOC。6个钢球都传力，且都位于交角的平分面上。,2、伸缩型球笼式万向节图1718,图注：O-万向节中心；,A-保持架球笼,B-保持架内球面中心,伸缩型球笼式万向节的内,外滚道是直槽的，在传递,转矩过程中，星形套可在,筒形壳内沿轴向移动，能,起到滑动花键的作用，使万向传动装置构造简化。,三、挠性万向节,图注：1 螺栓；2 橡胶弹,性元件；3 中心钢球；,4 黄油嘴；5 传动凸缘；,6 球座 等速万向接头,原理,挠性万向节是由橡胶件将,主被动轴叉穿插连接而成，,依靠橡胶件的弹性变形，能够实现转动轴线的小角度35偏转和微小轴向位移，吸取传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动，具有构造简洁，无需润滑等优点。,其次节 传动轴和中间支承,在有确定距离的两部件之间承受万向传动装置传递动力时，一般需要在万向节之间安装传动轴。假设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局部的轴向滑动阻力和摩损，需加注润滑脂进展润滑，也可以对花键进展磷化处理或喷涂尼龙层，或是在花键槽内设置,滚动元件。,图注：1-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。,在承受独立悬架连接的驱,动桥上，差速器与驱动轮之间,的传动轴又称为驱动半轴右图。,在工作时，差速器与驱动轮之,间的距离变化是靠内侧伸缩型,万向节来适应的见以以以下图。,图注：1-短轴；2-外侧等速万向节；3-驱动轴；4-内侧等速万向节,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,。,图注：,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,传动轴中间支承,如以以下图为一种中间支承构造，它实际上是一个通过支承座和缓冲垫安装在车身或车架上的轴承，用来支承传动轴的一端。橡胶缓冲垫可以补偿车身或车架变形和发动机振动对于传动轴,位置的影响。,1-滚球轴承,2-中间轴承缓冲垫,3-支承座,