万向传动轴设计.ppt

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1、第四章万向传动轴设计第四章万向传动轴设计第一节概述第二节万向节结构方案分析第三节万向传动的运动和受力分析第四节万向节的设计计算第五节传动轴结构分析与设计第六节中间支承结构分析与设计第一节概述万向传动轴一般是由万向节、传动轴（轴管）及其伸缩花键和中间支承组成。主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。万向传动轴设计应满足如下基本要求：1、保证所连接的两轴夹角和相对位置在预计范围内变动时，能可靠而稳定地传递动力。2、保证所连接两轴尽可能等速运转。3、由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内，在使用车速范围内不出现共振现象。4、传动

2、效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴。万向节分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节可分为不等速万向节（如十字轴式）、准等速万向节（如双联式、凸块式、三销轴式等）和等速万向节（如球叉式、球笼式等）。不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动的万向节。准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。

3、输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。万向节动画演示一、十字轴万向节典型的十字轴万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。轴向定位方式：盖板式、卡环式、瓦盖固定式、塑料环定位式。润滑与密封：双刃口复合油封、多刃口油封。十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低。但所连接的两轴夹角不宜过大，当夹角由4°增至16°时，十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1/4。第二节万向节结构方案分析十字轴润滑油道油封油封挡盘注油嘴采用橡胶油封

4、，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。滚针轴承为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。二、准等速万向节1、双联式万向节双联式万向节是由两个十字轴万向节组合而成。为了保证两万向节连接的轴工作转速趋于相等，可设有分度机构。偏心十字轴双联式万向节取消了分度机构，也可确保输出轴与输入轴接近等速。双联式万向节的主要优点是允许两轴间的夹角较大（一般可达50°，偏心十字轴双联式万向节可达60°），轴承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺点是结构较复杂，外形尺寸较大，零件数目较多。当

5、应用于转向驱动桥时，由于双联式万向节轴向尺寸较大，为使主销轴线的延长线与地面交点到轮胎的印迹中心偏离不大，就必须使用较大的注销内倾角。用途：多用于军用越野转向驱动桥双连叉双万向节等速传动（双联式万向节）两个在同一平面内的万向节叉当a1=a2时，轴1和轴2的角速度相等2.凸块式万向节（图4-4）结构：主要由两个万向节叉以及两个不同形状的特殊凸块组成，两个凸块相当于双联万向节装置中两端带有位于同一平面上的两万向节叉的中间轴及两十字销，因此可以保证输入轴与输出轴近似等速。特点：相当于双联式万向节，工作可靠，加工简单，允许的夹角较大（50°），工作面为全滑动摩擦，效率低，易

6、磨损，对密封和润滑要求高。用途：多用于中型以上越野车转向驱动桥。3.三销轴式万向节（图4-5）结构：由双联式万向节演变而来，主要由两个偏心轴叉、两个三销轴和六个滚针轴承及其密封件等组成。特点：可直接暴露在外面，并不需要加外球壳和密封装置，对万向节与转向节的同心度要求不太严，中心不一致可以由万向节内三销的轴向滑动来补充，允许的最大夹角45°，易于密封，外形尺寸大，结构复杂，毛坯需精锻用途：个别中、重型越野车转向驱动桥4、球面滚轮式万向节（图4-6）球面滚轮式万向节是应用较为广泛的准等速万向节。装在万向节轴端部的三个销轴上的球面滚轮，可以沿与万向节节轴相连的圆管并在圆管

7、上开有三个伸缩花键作用的轴向槽内移动，同时通过三个球面滚轮与轴向槽壁之间传递转矩，其结构应保证沿圆周等分的三个球面滚轮的轴线始终位于或近似位于万向节两轴夹角的等分面上，这种结构可使两轴间的工作夹角达43°，加工也比较容易。三、等速万向节1、球叉式万向节。球叉式万向节按其钢球滚道形状不同可分为圆弧槽和直槽两种形式（1）圆弧槽滚道型圆弧槽滚道型的球叉式万向节（图4-7a）由两个万向节叉、四个传力钢球和一个定心钢球组成。两球叉上的圆弧槽中心线是以O1和O2为圆心而半径相等的圆，O1和O2到万向节中心O的距离相等。当万向节两轴绕定心钢球中心O转动任何角度时，传力钢球中心