萬向傳動裝置

萬向傳動裝置

工作過程中相對位置不斷改變兩根軸間傳遞軸
萬向傳動裝置是用來在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞動力的裝置。其作用是連接不在同一直線上的變速器輸出軸和主減速器輸入軸,并保證在兩軸之間的夾角和距離經常變化的情況下,仍能可靠地傳遞動力。它主要由萬向節、傳動軸和中間支承組成。安裝時必須使傳動軸兩端的萬向節叉處于同一平面。
    中文名:萬向傳動裝置 外文名:universaldrive device 用途: 組成:萬向節、傳動軸和中間支承

常見故障的檢測與排除

萬向傳動裝置主要是機械工作過程中,相對位置不斷改變的情況下,兩根軸間傳遞動力的裝置。其主要的作用是将不在同一直線上的變速輸出軸與減速器輸入軸進行連接,保障在不同軸之間距離和夾角不斷發生變化的情況下,仍能夠正常傳遞動力。萬向傳動裝置主要是由傳動軸、萬向節以及中間支承等共同組成,在安裝過程中,要保障傳動軸的兩側萬向節叉處在同一平面上。近年來,随着社會經濟的快速發展,我國交通運輸業也得到了迅速的發展,貨運量也在逐漸增加,對于載貨汽車的整體要求也在不斷提高,而萬向傳動裝置在汽車運行過程中發揮着重要的作用。

工作原理

萬向節即萬向接頭,是實現變角度動力傳遞的機件,用于需要改變傳動軸線方向的位置,它是汽車驅動系統的萬向傳動裝置的“關節”部件。萬向節與傳動軸組合,稱為萬向節傳動裝置。萬向傳動裝置一般由萬向節和傳動軸組成,有時還要有中間支承,主要用于以下一些位置:1-萬向節;2-傳動軸;3-前傳動軸;4-中間支承。在萬向節配合中,一個零部件(輸出軸)繞自身軸的旋轉是由另一個零部件萬向節(輸入軸)繞其軸的旋轉驅動的。

按萬向節在扭轉方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節和撓性萬向節。剛性萬向節又可分為不等速萬向節(常用的為十字軸式)、準等速萬向節(如雙聯式萬向節)和等速萬向節(如球籠式萬向節)三種。

不等速萬向節

萬向節連接的兩軸夾角大于零時,輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時角速度比傳遞運動,但平均角速度相等的萬向節。

十字軸式剛性萬向節由萬向節叉、十字軸、滾針軸承、油封、套簡、軸承蓋等件組成。工作原理為:轉動叉中之一則經過十字軸帶動另一個叉轉動,同時又可以繞十字軸中心在任意方向擺動。轉動過程中滾針軸承中的滾針可自轉,以便減輕摩擦。與輸入動力連接的軸稱輸入軸(又稱主動軸),經萬向節輸出的軸稱輸出軸(又稱從動軸)。在輸入、輸出軸之間有夾角的條件下工作,兩軸的角速度不等,并因此會導緻輸出軸及與之相連的傳動部件産生扭轉振動和影響這些部件的壽命。

準等速萬向節

指在設計的角度下以相等的瞬時角速度傳遞運動,而在其他角度下以近似相等的瞬時角速度傳遞運動的萬向節。它又分為:

1.雙聯式準等速萬向節。指該萬向節等速傳動裝置中的傳動軸長度縮短到最小時的萬向節。

2.凸塊式準等速萬向節。由兩個萬向節又和兩個不同形狀的凸塊組成。其中兩凸塊相當于雙聯萬向節裝置中的中間傳動軸及兩十字銷。

3.三銷軸式準等速萬向節。由兩個三銷軸,主動偏心軸叉,從動偏心軸叉組成。

4.球面滾輪式準等速萬向節。由銷軸、球面滾輪、萬向節軸和圓筒組成。滾輪可在槽内做軸向移動,起到伸縮花鍵作用。滾輪與槽壁接觸可傳遞轉矩。

等速萬向節

萬向節所連接的輸出軸和輸入軸以始終相等的瞬時角速度傳遞運動的萬向節。它又分為:

1.球叉式等速萬向節。由有滾道的球叉和鋼球組成的萬向節。而其中的圓弧槽滾道型球叉式萬向節是指球義上的鋼球滾道為圓弧型的萬向節。其節結構特點是在球叉的主動叉和從動叉上做有圓弧凹槽,兩者裝合後形成四個鋼球滾道,滾道内共容納4個鋼球。定心鋼球裝在主、從動叉中心的球形凹槽内。直槽滾道型球叉式萬向節是指球叉上的鋼球滾道為直槽滾道型的萬向節。它的結構特點是在兩個球叉上做有直槽,各直槽與軸的中心線相傾斜,且傾斜的角度相同并彼此對稱。于兩個球叉之間的滾道内裝有4個鋼球。

2.球籠式等速萬向節。根據萬向節軸向能否運動,又可區分為軸向不能伸縮型(固定型)球籠式萬向節和可伸縮型球籠式萬向節。結構上固定型球籠式萬向節的星形套的内表面以内花鍵與傳動軸連接,它的外表面制有6個弧形凹槽作為鋼球的内滾道,外滾道做在球形殼的内表面上。星形套與球形殼裝合後形成的6個滾道内各裝1個鋼球,并由保持架(球籠)使6個鋼球處于同一平面内。動力由傳動軸經鋼球、球形殼傳出(圖2)。可伸縮型球籠式萬向節的結構特點是于筒形殼的内壁和星形套的外部做有圓柱形直槽,在兩者裝合後所形成的滾道内裝有鋼球。鋼球同時也裝在保持架的孔内。星形套内孔做有花鍵用來與輸入軸連接。這一結構允許星形套與簡形殼相對在軸向方向移動。

傳動軸和中間支撐

傳動軸(driveshaft)萬向傳動裝置的傳動軸中能夠傳遞動力的軸。傳動軸除去傳遞動力以外,有些傳動軸長度可以伸縮,用來防止在所連接兩軸之間有距離變化時産生運動幹涉。

汽車行駛過程中,變速器與驅動橋的相對位置經常變化,為避免運動幹涉,傳動軸用由滑動叉和花鍵軸組成的滑動花鍵連接,以适應傳動軸長度的變化。為減少磨損,還裝有用以加注滑脂的滑脂嘴,油封,堵蓋和防塵套。

傳動軸在高速旋轉時,由于質量不均勻引起的離心力将使傳動軸發生劇烈震動。因此當傳動軸與萬向節裝配後必須進行動平衡。

中間支承(mid-support)傳動軸過長時需在中間斷開,并将它們通過支承裝置支持在車架(身)上的機構。

中間支承安裝在車架橫梁或車身底架上,要求它具有能補償傳動軸的安裝誤差功能,及适應行駛中由于發動機的彈性懸置引起的發動機竄動和車架變形引起的位移功能。同時其中橡膠彈性元件還有吸收傳動軸振動、降低噪聲及承受徑向力的功能。中間支承由橡膠彈性元件、軸承等組成。由于蜂窩形橡膠墊有彈性,可滿足補償安裝誤差和行駛中發動機竄動和車架變形引起的位移作用。有的中間支承采用雙列圓錐滾子軸承。

傳動軸分段時需加中間支撐。通常中間支撐安裝在車架橫梁上,應能補償傳動軸軸向和角度方向的安裝誤差以及車輛行駛過程中由于發動機竄動或車架等變形所引起的位移。

主要類型

萬向傳動裝置可分為閉式和開式兩種.

1.閉式萬向傳動裝置采用單萬向節,傳動軸被封閉在套管中,套管與車架做球鉸連接,而與驅動橋固定連接.其最大特點是:傳動着外殼作為推力管來傳遞汽車的縱向力,從而使傳動軸外殼起到了懸架系統導向機構中縱向擺臂的作用,這對于其後懸架拆用螺旋彈簧作為彈性元件是十分必要的。

2.開式萬向傳動裝置結構簡單,重量輕,現代汽車廣泛應用開式萬向傳動裝置。

主要應用

萬向傳動裝置在汽車上的應用主要有以下幾個方面:

①變速器(或分動器)與驅動橋之間:一般汽車的變速器、離合器與發動機三者合為一體裝在車架上,驅動橋通過懸架與車架相連。在負荷變化及汽車在不平路面行駛時引起的跳動,會使驅動橋輸入軸與變速器輸出軸之間的夾角和距離發生變化。

②越野汽車變速器與分動器之間:為消除車架變形及制造、裝配誤差等引起的其軸線同軸度誤差對動力傳遞的影響,須裝有萬向傳動裝置。

③汽車轉向驅動橋的半軸是分段的,轉向時兩段半軸軸線相交巳交角變化,因此要用萬向節。

④斷開式驅動橋的半軸:主減速器殼在車架上是固定的,橋殼上下擺動,半軸是分段的,須用萬向節。

⑤某些汽車的轉向軸裝有萬向傳動裝置,有利于轉向機構的總體布置。

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