1/40ZFS十字十字轴万向万向节等速万向等速万向节传动轴及中及中间支承支承2024/7/232/40ZFS第一节第一节 概概 述述万向传动装置可实现两根相交轴之间的动力传递。万向传动装置可实现两根相交轴之间的动力传递。具体地，有：具体地，有： 1 1、变速箱与驱动桥之间的万向传动装置、变速箱与驱动桥之间的万向传动装置 2024/7/233/40ZFS2 2、在多轴驱动的汽车、在多轴驱动的汽车上，在分动器与各驱动上，在分动器与各驱动桥之间或驱动桥与另一桥之间或驱动桥与另一驱动桥之间也需要用万驱动桥之间也需要用万向传动装置传递动力。向传动装置传递动力。 3 3、两根轴虽同轴线，、两根轴虽同轴线，但由于安装的困难，或但由于安装的困难，或由于机架的变形等原因，由于机架的变形等原因，实际工作中难于保证两实际工作中难于保证两轴的同轴性。轴的同轴性。 4 4、连接在工作中相对、连接在工作中相对位置变化的两根传递动位置变化的两根传递动力的轴，如转向驱动桥力的轴，如转向驱动桥中内、外两半轴。中内、外两半轴。 5 5）不少汽车的转向系中也采用了万向传动装）不少汽车的转向系中也采用了万向传动装置。置。 2024/7/234/40ZFS第二节第二节 普通十字轴万向节普通十字轴万向节最常用的不等速万向节是十字轴万向节，其结构简最常用的不等速万向节是十字轴万向节，其结构简单，传动可靠，效率高，且允许两传动轴之间有较单，传动可靠，效率高，且允许两传动轴之间有较大的夹角（一般为大的夹角（一般为15152020）, ,故广泛应用于各故广泛应用于各类车辆的传动系统中。类车辆的传动系统中。 1-轴承盖承盖2-6-万向万向节叉叉3-注油嘴注油嘴4-十字十字轴5-安全安全阀7-毛毡油封毛毡油封8-滚针9-套筒套筒2024/7/235/40ZFS1- 套筒；套筒；2-十字十字轴；3-传动轴叉；叉；4-卡卡环；5-轴承外圈；承外圈；6-套筒叉套筒叉2024/7/236/40ZFS1 1油封挡盘；油封挡盘；2 2橡胶油封；橡胶油封；3 3油封座；油封座；4 4注油嘴注油嘴 十字轴的润滑油道及十字轴的润滑油道及密封装置密封装置2024/7/237/40ZFS十十字字轴主主要要零零件件分分解解图2024/7/238/40ZFS二、单个十字轴万向节的运动特性二、单个十字轴万向节的运动特性十字轴十字轴万向节万向节在输入在输入轴与输轴与输出轴之出轴之间有夹间有夹角的情角的情况下，况下，两轴的两轴的瞬时角瞬时角速度不速度不相等。相等。 2024/7/239/40ZFS1 1、主主动动叉叉平平面面在在垂垂直直位位置置，且且十十字字轴轴平平面面与与主主动动轴轴线垂直时。轴轴线垂直时。2024/7/2310/40ZFS2 2、主动叉平面在水平位置，且十字轴平面与从动、主动叉平面在水平位置，且十字轴平面与从动轴轴线垂直时：轴轴线垂直时： 2024/7/2311/40ZFS 单十字轴万向节传动单十字轴万向节传动的不等速性使从动轴及其的不等速性使从动轴及其相连的传动件产生扭转振相连的传动件产生扭转振动，形成附加的动裁荷，动，形成附加的动裁荷，影响零部件使用寿命。影响零部件使用寿命。 双十字轴万向节双十字轴万向节等速传动的条件等速传动的条件是：是：三轴在同一平面内；三轴在同一平面内；第一万向节连接的两轴间夹角第一万向节连接的两轴间夹角1 1和第二万向节和第二万向节连接的两轴间夹角连接的两轴间夹角2 2相等，即相等，即1 1= =2 2；第一万向节从动叉和第二万向节主动叉在同一第一万向节从动叉和第二万向节主动叉在同一平面内。平面内。 2024/7/2312/40ZFS2024/7/2313/40ZFS1 1、双联式万向节、双联式万向节 1 1主动轴；主动轴；2 2从动轴；从动轴；3 3双联叉双联叉 第三节第三节 等速万向节等速万向节一、准等速万向节一、准等速万向节 准等速万向节是根据上节双万向节实现等速传准等速万向节是根据上节双万向节实现等速传动的原理而设计的，常见的有双联式、三销轴式和动的原理而设计的，常见的有双联式、三销轴式和球面滚轮式万向节。球面滚轮式万向节。 2024/7/2314/40ZFS2024/7/2315/40ZFS1 1万向节主动叉；万向节主动叉；2 2球碗座；球碗座；3 3衬套；衬套；4 4防护圈；防护圈；5 5双联叉；双联叉；6 6万向节从动叉；万向节从动叉；7 7油封；油封；8 8、1010垫圈；垫圈；9 9球碗；球碗；1111弹簧弹簧 双联式万向节允许有较大的轴间夹角（一般可达双联式万向节允许有较大的轴间夹角（一般可达5050），轴承密封好，效率高，制造方便，工作可），轴承密封好，效率高，制造方便，工作可靠；但外形尺寸较大，结构复杂，零件数目较多，靠；但外形尺寸较大，结构复杂，零件数目较多，主要应用在转向驱动桥中。主要应用在转向驱动桥中。 2024/7/2316/40ZFS2 2、三销轴式万向节、三销轴式万向节 1 1主动偏心轴叉；主动偏心轴叉；2 2、4 4三销轴；三销轴；3 3从动偏心轴叉；从动偏心轴叉；5 5卡环；卡环；6 6轴承座；轴承座；7 7衬套；衬套；8 8毛毡圈；毛毡圈；9 9密密封罩；封罩；1010止推垫片止推垫片 三销轴式万向节的优点是对万三销轴式万向节的优点是对万向节与转向节的同心度要求不向节与转向节的同心度要求不太严；允许相邻两轴之间有较太严；允许相邻两轴之间有较大的夹角，最大可达大的夹角，最大可达4545；可；可直接暴露在外而不需要加外球直接暴露在外而不需要加外球壳和密封。其缺点是外形尺寸壳和密封。其缺点是外形尺寸较大，零件形状复杂，毛坯需较大，零件形状复杂，毛坯需要精锻，万向节的两轴受有附要精锻，万向节的两轴受有附加弯矩和轴向力。它主要应用加弯矩和轴向力。它主要应用在中、重型越野汽车和部分轿在中、重型越野汽车和部分轿车的转向驱动桥中。车的转向驱动桥中。 2024/7/2317/40ZFS3 3、球面滚轮式万向节、球面滚轮式万向节 l l、5 5万向节轴；万向节轴；2 2筒状体的轴向槽；筒状体的轴向槽；3 3销轴；销轴；4 4球面球面滚轮滚轮 装在与万向装在与万向节轴5制成一体的三根制成一体的三根销轴3上的球面上的球面滚轮4，可沿与另一万向可沿与另一万向节轴1相相连的筒状体的三个的筒状体的三个轴向槽向槽2移移动，起，起到伸到伸缩花花键的作用。三个球面的作用。三个球面滚轮与筒状体的槽壁之与筒状体的槽壁之间可可传递转矩。矩。结构上构上应保保证沿沿圆周等分的三个球面周等分的三个球面滚轮的的轴线始始终位于或近似位于万向位于或近似位于万向节两两轴夹角的等分面上，故也可把它角的等分面上，故也可把它归类于等速万向于等速万向节。该万向万向节允允许的的轴间夹角可达角可达43。 2024/7/2318/40ZFS二、等速万向节二、等速万向节 等速万向节的基本原理是，从结构上保证万向节在工作等速万向节的基本原理是，从结构上保证万向节在工作过程中的传力点永远位于主、从动轴交点的平分面上。过程中的传力点永远位于主、从动轴交点的平分面上。 2024/7/2319/40ZFS1 1、球叉式万向节、球叉式万向节 1 1从动叉；从动叉；2 2锁止销；锁止销；3 3定位销；定位销；4 4传动钢球；传动钢球；5 5主主动叉；动叉；6 6定心钢球定心钢球球叉式万向节结构简单，两轴允许最大夹角为球叉式万向节结构简单，两轴允许最大夹角为32323333。但由于四个传动钢球在正向传动时只有相对的两个传力，反但由于四个传动钢球在正向传动时只有相对的两个传力，反向传动时，则由另外两个相对的钢球传力，故钢球与凹面槽向传动时，则由另外两个相对的钢球传力，故钢球与凹面槽之间的单位压力较大，磨损较快，且随着磨损的增加，传动之间的单位压力较大，磨损较快，且随着磨损的增加，传动钢球与滚道之间的预紧力逐渐减小直至消失，使主、从动叉钢球与滚道之间的预紧力逐渐减小直至消失，使主、从动叉之间发生轴向窜动，破坏了传动的等速性。这种万向节一般之间发生轴向窜动，破坏了传动的等速性。这种万向节一般应用于越野汽车的转向驱动桥中。应用于越野汽车的转向驱动桥中。 圆弧滚道型球叉式万向节圆弧滚道型球叉式万向节2024/7/2320/40ZFS球叉式万向节在转向驱动桥中的布置球叉式万向节在转向驱动桥中的布置 1 1定位销；定位销；2 2锁止销；锁止销；3 3从动叉；从动叉；4 4径向推力径向推力轴承；轴承；5 5传动钢球；传动钢球；6 6主销；主销；7 7油封；油封；8 8推力推力轴承；轴承；9 9主动叉；主动叉；1010定心钢球定心钢球 2024/7/2321/40ZFS直槽滚道型球叉式万向节直槽滚道型球叉式万向节 这种万向节加这种万向节加工比较容易，工比较容易，允许的两轴夹允许的两轴夹角不超过角不超过2020，在两叉间允，在两叉间允许有一定量的许有一定量的轴间滑动。轴间滑动。直直槽型球叉式万槽型球叉式万向节主要应用向节主要应用于断开式驱动于断开式驱动桥中，桥中，当半轴当半轴摆动时，用它摆动时，用它可补偿半轴的可补偿半轴的长度变化而省长度变化而省去滑动花键。去滑动花键。 2024/7/2322/40ZFS2 2、球笼式万向节、球笼式万向节球笼式万向节分为球笼式万向节分为固定型球笼式万向节固定型球笼式万向节（RFRF节）和节）和伸缩型球笼式万向节伸缩型球笼式万向节（VLVL节）。节）。 9 9卡环卡环 1 1主动轴主动轴2 2钢带箍钢带箍5 5钢带箍钢带箍3 3外罩外罩4 4保持架（球笼）保持架（球笼）6 6传力钢球传力钢球7 7星形套（内滚道）星形套（内滚道）8 8球形壳（外滚道）球形壳（外滚道）固定型球固定型球笼式万向笼式万向节节（RFRF节）节）2024/7/2323/40ZFS2024/7/2324/40ZFS球球笼笼式式万万向向节节等等角角速速传传动动原原理理 O O万向节中心；万向节中心；A A外滚道中心；外滚道中心；B B内滚道中心；内滚道中心；C C钢钢球中心；球中心；两轴夹角（指钝角）两轴夹角（指钝角） 2024/7/2325/40ZFS2024/7/2326/40ZFS球球笼笼式式万万向向节节在在两两轴轴的的最最大大夹夹角角达达4747的的情情况况下下，仍仍可可传传递递转转矩矩，且且在在工工作作时时，无无论论传传动动方方向向如如何何，6 6个个钢钢球球全全部部传传力力。与与球球叉叉式式万万向向节节相相比比，其其承承载载能能力力强强，结结构构紧紧凑凑，拆拆装装方方便便，因因此此应应用越来越广泛。用越来越广泛。例例如如，国国产产红红旗旗CA7220CA7220型型、捷捷达达、桑桑塔塔纳纳、夏夏利利等等轿轿车车，其其前前转转向向驱驱动动桥桥的的转转向向节节处处均均采采用用这这种球笼式等角速万向节。种球笼式等角速万向节。 2024/7/2327/40ZFS伸缩型球笼式万向节（伸缩型球笼式万向节（VLVL节）节） 1 1主动轴；主动轴；2 2星形套星形套（内滚道）；（内滚道）；3 3保持架保持架（球笼）；（球笼）；4 4筒形壳筒形壳（外滚道）；（外滚道）；5 5一传力钢一传力钢球球 2024/7/2328/40ZFS2024/7/2329/40ZFSRFRF节与节与VLVL节在转向驱动桥中的布置节在转向驱动桥中的布置 l l固定型球笼式万向节（固定型球笼式万向节（RFRF节）；节）；2 2、4 4防尘罩；防尘罩；3 3传动轴（半轴）；传动轴（半轴）；5 5伸缩型球笼式万向节（伸缩型球笼式万向节（VLVL节）节） 2024/7/2330/40ZFS2024/7/2331/40ZFS三、挠性万向节三、挠性万向节 挠性万向节依靠其中弹性件的弹性变形来保证挠性万向节依靠其中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。弹性件可以在相交两轴间传动时不发生机械干涉。弹性件可以是橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈或其他结是橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈或其他结构形式。由于弹性件的弹性变形量有限，故挠性万构形式。由于弹性件的弹性变形量有限，故挠性万向节向节一般用于两轴间夹角不大于一般用于两轴间夹角不大于55和只有微量轴和只有微量轴向位移向位移的万向传动场合。例如，常用来连接固定安的万向传动场合。例如，常用来连接固定安装在车架上的两个部件（如发动机与变速器或变速装在车架上的两个部件（如发动机与变速器或变速器与分动器）之间，以消除制造安装误差和车架变器与分动器）之间，以消除制造安装误差和车架变形对传动的影响。此外，它还具有结构简单、无需形对传动的影响。此外，它还具有结构简单、无需润滑、能吸收传动系统中的冲击载荷和衰减扭转振润滑、能吸收传动系统中的冲击载荷和衰减扭转振动等优点。动等优点。 2024/7/2332/40ZFS2024/7/2333/40ZFS橡胶金属套筒结构的挠性万向节橡胶金属套筒结构的挠性万向节l l中心轴；中心轴；2 2大圆盘；大圆盘；3 3弹性连接件；弹性连接件；4 4连接圆盘；连接圆盘；5 5花键毂花键毂 弹性连接件弹性连接件橡胶块橡胶块金属套筒金属套筒外壳外壳2024/7/2334/40ZFS第四节第四节 传动轴和中间支承传动轴和中间支承2024/7/2335/40ZFS2024/7/2336/40ZFS2024/7/2337/40ZFS一、一、传动轴结构及特点构及特点 1）广泛采用空心）广泛采用空心传动轴。这是因是因为在在传递相相同同转矩情况下，空心矩情况下，空心轴具有更大的具有更大的刚度和度和强度，而度，而且且质量量轻。2）传动轴是高速是高速转动件，件，为了避免离心力引了避免离心力引起起剧烈振烈振动，要求，要求传动轴的的质量沿量沿圆周均匀分布。周均匀分布。此外，当此外，当传动轴和万向和万向节装配以后，要装配以后，要经过动平衡。平衡。平衡后平衡后应在叉和在叉和轴上刻上上刻上记号，以便拆装号，以便拆装时保保证两两者原来的相者原来的相对位置。位置。 3）传动轴上有花上有花键连接部分，接部分，这样传动轴允允许伸伸缩。为了减少花了减少花键轴和花和花键之之间的摩擦的摩擦损失，提高失，提高传动系的系的传动效率，有些效率，有些车辆采用采用滚动花花键代替滑代替滑动花花键。 2024/7/2338/40ZFS滚动花键传动轴滚动花键传动轴 1 1滚柱；滚柱；2 2传动轴外套管；传动轴外套管；3 3传动轴内套管；传动轴内套管；4 4挡圈挡圈 2024/7/2339/40ZFS5 5蜂窝形橡胶垫；蜂窝形橡胶垫；6 6U U形支架；形支架；7 7油封油封 1 1车架横梁；车架横梁；2 2轴承座；轴承座；3 3球轴承；球轴承；4 4注油嘴；注油嘴；东风东风EQ1090EEQ1090E型汽车传型汽车传动轴中间文承动轴中间文承 2024/7/2340/40ZFS摆动式中间支承摆动式中间支承 1 1支架；支架；2 2、5 5橡胶衬套；橡胶衬套；3 3支承轴；支承轴；4 4摆臂；摆臂；6 6注注油嘴；油嘴；7 7轴承；轴承；8 8中间传动轴；中间传动轴；9 9油封；油封；1010支承座；支承座；1111卡环；卡环；1212车架横梁车架横梁 2024/7/23