汽车球笼式等速万向节及其总成

汽车球笼式等速万向节及其总成

等速驱动轴 2008-07-27 09:20 阅读216 评论3

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一，概况

球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。

1．分类

等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。

等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。

等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。

2．结构型式

中心固定型等速万向节（见图1a）分：

BJ型（图1b）--球道与钢球的接触形状呈90度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及GE型（图2）。

伸缩型等速万向节分：DOJ型（图3）--钢球；TJ型（图4）--三球销；及VL型（图5）和GI型（图6）。

3．安装部分的形式和形状

末端封密型（图7），轴套型（图8），法兰型（图9），轮盘型（10）。

4．等速万向节转动轴总成结构分：

前轮驱动总成

BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11）；BJ型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）；BJ型+TJ型或RF型+TJ 型的组合（图13）。

后轮驱动总成

BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图15）；BJ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16）；VL型+VL型的组合（图17）；TJ型+TJ型的组合（图18）。

5．技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000标准。

二, BJ(RF)型球笼万向节的制造

BJ(RF)型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（内轮），保持架，钢球四个零件组成。其中所用钢球,外轮、内轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。

在加工BJ（RF）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和内轮三对球道两钢球距离的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和内轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮内球面中心高与球道中心高和内轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮内球面和六条球道的同轴度，内轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和内轮内花键与芯轴的配合要求。

上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。

以下分别对外轮，内轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。

外轮加工流程:锻件(坯料)→粗车→精车→铣球道→花键螺杆→热处理→磨外圆→磨球道→磨内球

㈠锻坯：

对外购坯料在入库前须进行抽检,检查重点：型号规格是否符合,外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。编写验收报告备案。

㈡粗车：

① C618车床(或其他普通车床,仪表车床)三爪(或弹簧夹具等)夹坯料小端柄部，粗

车大端面，保证外轮内孔深度，粗车大端外圆（车出外圆2/3以上即可）,端口内、外倒角。

② C618车床三爪(或气动夹具等)夹外轮大端外圆，车小端柄部端面，保证外轮总

长度和端面粗糙度▽3.2；钻中心孔，保证每批次孔径一致。

③ CK400数控车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，以基准面定位，粗车内

孔、端口内、外倒角，保证内孔深度。

④ CK400数控车床三爪（或气动夹）内撑外轮大端内孔，尾架活顶针顶小端中心孔，

粗车螺杆、花键、大端长度和外形，保证各部位精车加工余量。

巡检要求：定时检查外轮总长度，大端长度，中心孔，内孔深度。

台检要求：按巡检内容每班次抽检5%，填写记录和标签，送到指定库位。

如某项指标不合格，单项按比例10%抽检直至全检，不合格品另类堆放，不

得流入下道工序，并如实上报，由车间主管查明原因，提出改进措施报告技术部

确定处理方案。

库房要做好中心孔及端面部位的防锈处理。

㈢精车：

WT603数控车床三爪撑外轮大端内孔加尾架顶针精车外形，保证螺杆直径、花键

直径、油封直径、大外圆直径及长度，要求外表光滑、刀纹清晰，工件轻放、不能碰撞，保证外形完美无损。定量间隔检查基准面至内球中心高尺寸。

首检：按图纸要求对各部位尺寸进行确认，特别是对螺栓，外花键素材的确定。

巡检要求：每1小时检查螺杆、花键、油封与基准大外圆直径，大端高基准面至内

球中心高一次。

台检要求：单件检查螺杆、花键、油封与基准圆直径，抽检大端高度、基准

面至内球中心高5%。

如某项指标不合格，单项按比例10%抽检直至全检，不合格品另类堆放，不得流入下道工序，并如实上报，由车间主管查明原因，提出改进措施报告技术部确定处理方案。

每天做好防锈处理。

CK400数控车床三爪夹外轮大端，并以油封端为基准面定位，加工内球面与内

孔口径，内孔端口倒角及其角度，外圆倒角和防尘套凸缘外径。保证内孔深度、保证基准面至内球面中心高、内球面曲率、内倒角角度和内球面精磨余量。

首检：按图纸要求确认。

巡检要求：每小时抽检内球直径、球面曲率，内球中心高和精磨加工余量。

台检要求：抽检3%。

㈣粗铣球道和倒角：

WT1210数控铣床：调整外圆夹具和中心高垫，调整铣刀规格。保证球道中心高与倒角中心偏差，对称球道两钢球距，球道倒角尺寸。

首检：按粗铣加工图确认。

巡检要求：每一小时检查一次。

台检要求：抽查1%。

㈤精铣球道：

WT1210A数控铣床：调整外圆和中心高垫，调整铣刀规格。保证球道中心高和对称球道两钢球距，保证六球道的同心度，

首检：按精铣加工图确认，重点保证球道中心高和精磨余量。

巡检要求：每一小时检查一次。

台检要求：抽查2%；

㈥搓丝、齿：

WT1225机床：加工外轮外螺纹，渐开线外花键。

首检：按图纸要求，螺丝用螺纹规检定，花键以测定跨棒距及大、小径

为准，并以花键止同规或和轮鼓内花键配合确定。

巡检要求：每间隔20件抽查一次。严防批量报废！

台检要求：对螺纹外径，花键大径、小径及跨棒距抽查3%。用螺纹规，花

键规全检。

如某项指标不合格，单项按比例10%抽检直至全检，不合格品另类堆放，不

得流入下道工序，并如实上报，由车间主管查明原因，提出改进措施报告技术部确定处理方案。

㈦钻孔、铣键槽（选项）：

台钻：按图纸要求用专用工装在螺栓部位钻止退十字孔；

立铣床：按图纸要求用专用工装铣弧形键槽。

孔边或槽边不允许有翻边，毛刺。

首检：按图纸要求确定。

巡检要求：每间隔20件抽查一次。

台检要求：抽检10%。

㈧热处理：

中频感应淬火：外轮外花键，外轮内球面和六球道，保证硬度、硬层深度和变形量，不允许有裂痕！

检验要求：按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档备查。每批次必须单件探伤。

《根据客户要求，增加发兰或彩漆工艺》

㈨外圆磨：

M2110外圆磨床：以47°锥拄撑外轮内倒角，尾架顶中心孔，精磨油封（轴承）

挡（油封端面），及基准外圆直径（热处理后无变形可省略加工）。

首检：按图纸要求确认。

巡检要求：每间隔半小时检查一次。

台检要求：抽查10%。

㈩精磨球道：

WT950数控磨床：调整外轮外圆夹具、球道中心高垫和指形砂轮规格，保证

球道中心高、三对球道两钢球距和球道截面形状符合技术要求。

首检：按技术要求对球道中心高，三对球道两钢球距，球道截面形状，六球道同心度，六等分度和球面粗糙度确认。巡检要求：每间隔20件抽查一次。严防出现批量废、次品！

台检要求：对球道中心高、球道截面形状、六球道同心度与六等分度抽检3%；全检

三对两钢球距，并按（在加工公差要求内）球距大小分类放置，便于装配。

球道截面形状检查方法：

①先在一条球道内用红泥薄而均匀的涂抹；

②按装配要求用的标准钢球(±0.00)在涂抹红泥的球道内擦拭,目测钢球在球道

内的接触位置是否在中心线两侧呈现90°夹角并符合钢球支撑点尺寸；

③用大于标准钢球0.00616的圆棒(圆棒端须锐角)擦拭球道,目测圆棒是否接触在

球道两侧的口边,而不落入球道；

④用大于标准钢球0.00329的圆棒(圆棒端口须锐角)擦拭球道,目测圆棒是否接触

在球道两侧面,并高于标准钢球的落点,其夹角在120°～125°的范围内。

外轮球道截面符合上述三项要求的属最好形状。

（＋－）精磨内球：

WT602X数控内圆磨床：调整外轮外圆夹具，内球中心高垫和球道中心高的偏心差尺

寸，调整金刚笔R值。保证内球径，内球曲率，内球中心高与表面粗糙度符合技术要求。

首检：确认内球径，球面曲率和球面粗糙度，检测球面中心高并进行试装配符合装配要求后最终确定。

巡检要求：每半小时抽查一次，重点控制中心高的尺寸，严防批量报废！

台检要求：中心高抽检10%，全检内球径。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

内球中心高不准的弥补办法：首先应把中心高不准的零件分类放置，同时测定与球道中心高的误差，然后用相应的未经精磨外球面的内轮精磨外球面，并将此内轮的外球中心高和球道中心高的偏差值与上述外轮的误差值磨成一致。用此内轮装配不会影响等速万向节的配合质量。

内轮加工流程:锻件(坯料)→车加工→内花键→热处理→精磨外球→精磨道磨

㈠内轮半成品（外协件）验收：

《控制内轮外协粗加工件的外球面中心高、球面曲率、磨余量、内轮高度，可以省略外球面软磨和基准面平磨两道工序！》

①外观：两端面无碰伤，刀痕，缺料；

②各部位尺寸符合外协加工图纸要求，注意！保证同一批扣环槽位置，槽宽，

槽深一致！超标拒收。

③编写入库验收报告。

㈡粗铣球道：

WT1200数控铣床：调整定位夹具和中心高垫，调整铣刀。保证球道中心高，对称两球道钢球距的精磨余量，六球道同心度和等分度。

首检：按粗铣加工图确认。

巡检要求：每一小时检查一次。

台检要求：抽查1%。

㈢球道两侧倒角：

仪表车床，调整刀具直径，偏心垫和定位夹具，保证60°角和上下不同宽度。

巡、台检抽查。

㈣拉内花键：

拉床，确定所用拉刀规格符合内花键各项参数要求，花键必需与基准面垂直。

首检要求：按内花键各项参数确定，或与芯轴外花键配合确认。

台检要求：抽查2%。

㈤铣两眼扣凹槽：（选项）保证槽位、槽径与槽深。

巡台检抽查。

㈥热处理：

滲碳淬火（多用炉），保证表面硬度、硬层深度、芯部硬度，严格控制内花键的变形量，不允许有裂痕！

检验要求：按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档。每批次必须单件探伤。

重点检查内花键与芯轴外花键的配合，必要时进行全检！

㈦喷砂处理：清除氧化层，特别是端面和花键表面的积碳。

㈧精磨球道：

WT1000数控磨床：调整夹具和球道中心高垫，调整球道金刚修整轮。保证球道中心高，对称球道两钢球距，球道支撑点，六球道等分度和同轴度。

首检：按图纸要求确认。

巡检要求：每半小时检查一次，重点两钢球距。

台检要求：抽检球道中心高、等分度、同轴度、钢球支撑点3%；全检两钢球距，并分类放置便于装配。

㈨精磨外球面：

WT680数控磨床：调整夹具和中心高垫，调整球面金刚修整轮，保证外球直径、球面曲率和中心高。

首检：按图纸要求确认。

巡检要求：每一小时抽查一次，重点外球直径和中心高。

台检要求：全检外球直径，抽检中心高和球面曲率3%。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

外球中心高和球道中心高的偏心值出现不良品时，必须分类，不得混放。其弥补办法与外轮原理相同。

保持架加工流程:锻件(坯料)→车加工→冲窗孔→铣(拉)窗孔→热处理→磨端面→磨外球面→磨内球面→磨窗孔

（因保持架目前以外购为主，具体加工流程和要求间略。）

保持架外购件的验收要求：

①外观：无碰伤，划痕，毛刺等不良现象。

②每批严格按图纸要求抽检10%，超标拒收。

③全部经无损探伤并作消磁处理。

二DOJ伸缩型等速万向节和TJ三叉销万向节的制造

DOJ型和TJ型万向节(俗称内球笼)的不同处，一是结构上DOJ型由筒体(俗称直头),内星轮,保持架,，六个钢球配合而成；TJ型是由筒体与三叉销组成。二是使用上DOJ型芯轴与筒体之间摆角大于TJ型，适用于底盘高的车型。

筒体是外购的精锻半成品，三叉销、保持架、钢球是采购的成品，内星轮是外协加工的半成品。

筒体（直头）加工流程：精锻件→车加工→外（内）花键加工→热处理→表面处理

㈠筒体精锻件的验收入库：

①符合订购产品的规格型号;

②检测筒体各部位外径、长度符合精加工要求；

③检测六球道（三叉销三滚道）和内孔径的尺寸及其变形量符合技术要求；

④检查六球道（三叉销三滚道）和内孔表面的粗糙度符合技术要求；

⑤不允许存在裂纹、缺料和表面皱折；

⑥编写入库验收报告。

㈡车加工：

①普通(仪表)车床三爪夹筒体，车大端面，保证内孔深度和孔底厚度；车小端面

保证花键长度尺寸；车小端外圆（车出2/3即可）；小端面打中心孔，保证孔径尺寸。

②普通（仪表）车床三爪夹筒体小端，以大端面为基准面车大端长尺寸。

③ CK400数控车床三爪撑内孔，尾架顶小端中心孔精车小端花键、油封等各部位外

径（保证花键滚前尺寸）；精车大外圆各部位尺寸。

④ CK400数控车床三爪夹小端，以大端面为基准面精车内孔端口倒角，端口卡簧槽；

精车端口外圆角和防尘套凸缘。

首检：筒体总长度，小端长度，内孔深度，花键滚前径，油封径，卡簧槽位、槽宽、槽深。

巡检：按首件标准每一小时检查一次。

台检：花键径油封径全检，其余抽检5%。

㈢搓花键：

WT1225 搓齿机，保证渐开线花键跨棒距、大径、小径尺寸或花键与花键规（差速器内花键）的配合。保证花键长度要求。首检：确认花键跨棒距，大、小径或与花键规的配合。

巡检：每二十件检查一次。

台检：抽检10%。

㈣车花键卡簧槽：

CK400数控车床三爪内撑筒体内孔，尾架顶中心孔，车槽。保证槽的位置、槽宽、槽深。

首检：按图纸要求确认。

巡、台检：抽检5%。

㈤热处理：

材质20CrMnTi整体多用炉渗碳淬火，表面硬度HRC54°～58°，硬深1.0～1.2mm

材质40Cr中频感应淬火，花键位表面硬度HRC54°～58°，硬深2.0～3.0，内球面和球道(三叉滚道)表面硬度HRC58°～62°，硬深1.5～2.5mm。

检验：金相分析每批次不少于两件，表面硬度检测每批不少于5件。

台检：按每批5%抽检球道（三叉滚道）经热处理后引起的变形量，如实填写检验报告，作为内轮精铣球道时的尺寸依据或订购三叉销的依据。单件无损探伤。

㈥表面处理：

根据客户要求：（1）表面液体喷砂处理；（2）烤漆或发兰处理。

㈦油封位外圆磨盘：

外圆磨床锥套撑内孔倒角面，尾架顶中心孔精磨油封直径。

首检：按图纸确认。

巡、台检：抽检10%。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

内轮加工流程：温锻坯料→车加工→精铣球道→拉花键→热处理

→清除氧化层→磨外球

㈠温锻坯料（外购件）的入库验收：

①符合订购产品的规格型号；

②无裂痕毛刺缺料等不良品；

③留余量符合精加工要求。

④编写入库检验报告。

㈡车加工：

① CK400数控车床三爪夹三球道，精车端面，精车内花键孔径及倒角。

② CK400数控车床弹簧夹撑内孔，精车端面与倒角，保证内球总高度；精车外球面

保证球面直径、中心高、曲率和精磨余量。防止两端面碰伤。

首检：按图纸要求确认孔径、外球径、外球中心高和总高度。

巡检：每一小时检查一次。

台检：每班次抽检5%。

㈢精铣六球道：

WT1200数控铣床，按外球径调整薄壁弹簧夹具和铣刀直径，保证三对对称球道的

球距。

首检：按图纸确认球距，检测球道六等分。

巡检：每小时抽查一次。

台检：抽检5%。

㈣球道两侧倒角：

仪表车床，调整夹具中心高和铣刀，保证倒角上下匀称，大小一致。

检验员确认。

㈤拉内花键：

拉床，确定所用拉刀规格符合内花键各项参数要求，花键必需与基准面垂直。

首检要求：按内花键各项参数确定，或与芯轴外花键配合确认。

台检要求：抽查2%。

㈥热处理：

滲碳淬火（多用炉），保证表面硬度、硬层深度、芯部硬度，严格控制内花键的变形量，不允许有裂痕！检验要求：按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档。每批次必须单件探伤。

重点检查内花键与芯轴外花键的配合，必要时进行全检！

㈦喷砂处理：清除氧化层，特别是端面和花键表面的积碳。

㈧精磨外球面：

WT680数控磨床：调整夹具和中心高垫，调整球面金刚修整轮，保证外球直径、球面曲率和中心高。

首检：按图纸要求确认。

巡检要求：每一小时抽查一次，重点外球直径和中心高。

台检要求：全检外球直径，抽检中心高和球面曲率3%。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

保持架工艺流程：锻件(坯料)→车加工→冲窗孔→铣(拉)窗孔→热处理→磨端面→磨外球面→磨内球面→磨窗孔

（因保持架目前以外购为主，具体加工流程和要求间略。）

保持架外购件的验收要求：

⑤外观：无碰伤，划痕，毛刺等不良现象。

⑥每批严格按图纸要求抽检10%，超标拒收。

⑦全部经无损探伤并作消磁处理。

（三）芯轴的制造

芯轴的两头通过花键连接等速万向节（外）和等速万向节（内）组成传动轴总成。芯轴分空心和实心两种，一般多采用实心。材料以42CrMn为主，也有用40Cr的元钢。

传动轴有左右之分，左右有等长的和不等长两种。

芯轴工艺流程：落料→调质处理→校直→车加工→搓花键→车卡簧槽→热处理→校直→表面处理

㈠落料：

锯床，按芯轴总长度两端各留1㎜余量。

㈡调质处理：

调质硬度BRC170°～230°。

校直机，芯轴中部径向跳动≤0.3㎜。

㈣车加工：

①普通车床三爪夹芯轴一端，车平端面；粗车BJ或DOJ头花键位长度；钻中心孔，

保证每批中心孔大小一致。

②普通车床三爪夹芯轴另一端，车端面保证芯轴总长度；钻中心孔，保证每批中心孔大小一致。

③普通车床三爪夹芯轴已车BJ或DOJ头花键处，尾架顶另一端中心孔，按图纸要求粗车芯轴。

④CK400数控车床花兰夹两顶针顶芯轴两端中心孔，精车芯轴BJ端花键滚前直径

和其他部位至DOJ端花键凸缘。

⑤ CK400数控车床花兰夹两顶针顶芯轴两端中心孔，精车芯轴DOJ端花键滚前直径

和凸缘部连接。

首检：BJ和DOJ两处滚前直径经滚花键后确认，检测芯轴中间径向跳动≤0.15㎜,两端径向跳动≤0.05㎜。

巡检：按首检要求每小时抽查一次。

台检：全检两端花键滚前直径，径向跳动抽检5%。

㈤搓BJ，DOJ两端花键：

WT1225搓齿机，保证渐开线花键跨棒距、大径、小径尺寸或花键与花键规（差速器内花键）的配合。保证花键长度要求。严防两端花键规格搞错！

首检：确认花键跨棒距，大、小径或与花键规的配合。

巡检：每二十件检查一次。

台检：抽检10%。

㈥车卡簧槽：

CK400数控车床，车床主轴内孔设限位，三爪夹芯轴中部，尾架顶中心孔，车卡簧槽，保证槽位，槽宽，槽深。

首检：按图纸要求确认。

巡、台检：抽检5%。

感应淬火，硬度HRC55°～59°，硬层3～4㎜；芯部硬度HRC40°～48°。严格控制花键的变形，不允许有裂痕！检验要求：按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档。每批次必须单件探伤。

重点检查芯轴外花键与BJ和DOJ等速万向节内轮内花键的配合，芯轴的径向跳动公差。必要时进行全检！

每批抽检1～2支进行静扭破坏性测试，并编入检验报告。

㈧校直：

芯轴因热处理变形造成径向跳动超差的必需进行校直至允许公差范围内。

㈨表面处理：

根据客户要求：烤漆或发兰处理。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

（四）传动昼总成装配线

㈠等速万向节（外）的装配：

㈡等速万向节（内）的装配：

㈢传动轴总成的装配：

内球笼是连接变速箱差速器部位的，外球笼是连接车轮部位的，外球笼的作用不管是动力输出的还有车辆转弯时都是外球笼在起作用。

如果没有专业的检查设备，需要检查汽车球笼主要是检查：

1、内外花键和螺纹尺寸，这个影响球笼的装车尺寸，

2、检查外球笼的油封档尺寸，一般不同型号的球笼油封档有所差别，

3、看看内花键内卡簧槽是否正确，卡簧槽宽度影响球笼装车后球笼在半轴上的窜动；

4、用个轴插入内花键内摇摆一下球笼，看转动是否灵活；

5、材料、热处理性能等需要专用的设备才能检查。

球笼式万向节设计

球笼式万向节设计 作者：xxx；指导老师：xxx （xxx大学工学院 2011级车辆工程专业合肥 230036） 下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。另外，有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。同进步，建设社会主义和谐社会。 摘要：球笼式万向节是上个世纪六七十年代快捷发展出来的一种万向节，它的特点是密封性好、同步性好、紧凑、结构简单、寿命长、承重效果好、效率高、角位移大。它主要应用于起重机、拖拉机、汽车、纺织、医疗等领域。本设计基于对汽车传动系统布局结构的设计，以确定球笼式万向节的结构特性和其他参数。对于球笼式万向节等速性的运动，受力，效率和寿命有了深入的分析。选择了材料分析过程中的重要部分和零件，并采用三维绘图软件PRO-E进行了分析。 关键词：球笼式万向节；结构；设计；分析；选择；寿命校核 1 绪论 球笼式等速万向节是奥地利A.H.Rzeppa于1926年发明的（简称Rzeppa型），后经过多次改进。1958年英国波菲尔（Birfidld）集团哈迪佩塞公司成功滴研制了比较理想的球笼联轴器（称Birfield型：或普通型，简称BJ型）。1963年日本东洋轴承株式会社引进这项新技术，进行了大量生产、销售，并于1965年又试制成功了可作轴向滑动的伸缩型（亦称双效补偿型，简称DOJ型）球笼万向联轴器。目前，球笼式等速万向节已在日、英、美、德、法、意等12个国家进行了专利主城。

Birfield型和Rzeppa型万向节在结构上的最大区别，除没有分度机构外，还在于钢球滚道的几何学与断面形状不一样。Rzeppa型万向节用的是单圆弧的钢球滚道，单圆弧滚到其半径大一个间隙，因此最大接触应力常发生在滚道边缘处。当钢球的载荷很大时，滚道边缘易被挤压坏，从而降低了工作能力。Birfield （BJ型）万向节的钢球滚道横断面的轮廓为椭圆型，骑等角速传动是依靠外套滚到中心A、内套滚到中心B等偏置地位于万向节中心O的两侧实现的。而伸缩型的等速传动则依靠保持架（球笼）外球面中心A与内球面中心B等偏置地位于万向节中心O的两边实现的。 2 结构分析 球笼式万向节是目前应用最为广泛的等速万向节。早期的Rzeppa型球笼式万向节(图1—a)是带分度杆的，球形壳1的内表面和星形套3的球表面上各有沿圆周均匀分布的六条同心的圆弧滚道，在它们之间装有六个传力钢球2，这些钢球由球笼4保持在同一平面内。当万向节两轴之间的夹角变化时，靠比例合适的分度杆6拨动导向盘5，并带动球笼4使六个钢球2处于轴间夹角的平分面上。经验表明，当轴间夹角较小时，分度杆是必要的；当轴间夹角大于11°时，仅靠球形壳和星形套上的子午滚道的交叉也可将钢球定在正确位置。这种等速万向节无论转动方向如何，六个钢球全都传递转矩，它可在两轴之间的夹角达35°～37°的情况下工作。 目前结构较为简单、应用较为广泛的是Birfield型球笼式万向节(图1—b)。它取消了分度杆，球形壳和星形套的滚道做得不同心，令其圆心对称地偏离万向节中心。这样，即使轴间夹角为0°，靠内、外子午滚道的交叉也能将钢球定在正确位置。当轴间夹角为0’时，内、外滚道决定的钢球中心轨迹的夹角稍大于11°，这是能可靠地确定钢球正确位置的最小角度。滚道的横断面为椭圆形，接触点和球心的连线与过球心的径向线成45‘角，椭圆在接触点处的曲率半径选为钢球半径的1．03～1．05倍。当受载时，钢球与滚道的接触点实际上为椭圆形接触区。由于工作时球的每个方向都有机会传递转矩，且由于球和球笼的配合是球形的，因此对这种万向节的润滑应给予足够的重视。润滑剂的使用主要取决于传动的转速和角度。在转速高达1500r／min时，一般使用防锈油脂。若转速和角度都较大时，则使用润滑油。比较好的方法是采用油浴和循环油润滑。另外，万向节的密封装置应保证润滑剂不漏出，根据传动角度的大小采取不同形式的密封装置。这种万向节允许的工作角可达42°。由于传递转矩时六个钢球均同时参加工作，其承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便。但是滚道的制造精度高，成本较高。

球笼式等速万向节是前置前驱动轿车的关键部件之一

球笼式等速万向节是前置前驱动轿车的关键部件之一，其性能和寿命与接 触应力密切相关，万向节疲劳破坏的特征是常在滚道表面造成麻坑、剥落和点 蚀。因此，球笼式等速万向节接触应力的分析与计算对于等速万向节的设计显 得尤为重要[2]。 万向节和传动轴的作用是在不在同一轴线上的轴之间传递运动和转矩。由 于球笼式和三枢轴式等速万向节的结构形式不同，因而它们的转矩传递方式也 不尽相同。对于球笼式万向节，传递扭矩的元件是钟型壳、钢球与星形套；对 于三枢轴式万向节，传递元件是筒形壳、球形套圈、滚针和三轴柱。因此，在 确定滚动体与滚道之间的接触应力时应区别对待。 关于球笼式万向节的接触应力，国内的王良模、卢强等对伯菲尔德等速万 向节采用解析方法，假设接触区处于弹性应力状态，且接触面尺寸比物体接 [13] 触点曲率半径小得多，引用Hertzian 理论求解出接触应力，接触面的最大应力 发生在接触椭圆中心。 由于内滚道接触点的曲率半径小于外滚道接触点的纵向曲率半径，因此内 滚道的接触椭圆比外滚道的接触椭圆小，内滚道的接触应力大于外滚道上的应 力值，从而使内滚道就比外滚道易于磨损，疲劳寿命较短。 当滚动体与轨道间为点接触时，运用经典的Hertzian 理论可以求得滚动体 汽车等速驱动轴的结构强度主要取决于万向节关键零件间的接触强度，对 于球笼式等速万向节来说其分析的重点是钢球与星形套和钟形壳滚道之间的 接触应力，尤其是钢球和星形套滚道之间的接触应力 ②球笼式万向节 球笼式等速万向节（亦称球笼式万向联轴器）如图1-7所示，是一类容许两相交轴间有较大角位移的联轴器，它是目前应用最为广泛的等速万向节。球笼式等速万向节主要由钟形壳、星形套、钢球和保持架（亦称球笼）构成。钟形壳的内径球面与保持架的外径球面组成一个转动定心球面副；保持架的内径球面与星形套的外径球面也组成一个转动定心球面副。两个球面副的球心重合于两轴轴线的交点。钢球一般为六个，相应地，保持架有六个周向腰鼓形槽，以在其轴向方向夹持六个钢球。在钟形壳的内径球面上，周向等分地开有六个环面内槽；在星形套的外径表面上，也周向等分地开有六个窝面外槽。它们分别与六个钢球共轭接触，以传递运动和扭矩。钟形壳一般通过螺栓与驱动轴（或被驱动轴）连接；星形套通过花键与被驱动轴（或驱动轴）相连接。环面的轴线偏离两轴轴线的交点（球面副的球心），钟形壳、星形套环面的轴线偏心量应相等。环面的素线是一段圆弧。环面的母线是不完整的半椭圆曲线。因为在传递扭矩过程中，钢球既和钟形壳相接触又同时和星形套接触，同一个钢球的角速度ω相等，因此ω钟=ω球=ω星，就是说固定端具有同步等速性。这种等速万向节无论转动方向如何，六个钢球全都传递转矩，它可在两轴之间的夹角达35°～37°的情况下工作[3][4][5][6]。 球笼式万向节与十字轴式刚性万向节相比，具有单节瞬时同步、两轴间角位移大、效率高、安装拆卸方便、能承受重载及冲击载荷等突出优点。球笼式等速万向节是轿车关键部件之一，它直接关系到汽车转向驱动性能。但是，球笼式等速万向节因其加工制造精度高、难度大，国产球笼式等速万向节由于回转方向间隙原因会产生很大的噪音和振动，当球笼式等速万向节回转方向间隙过大，内部零件之间发生干涉时，等速万向节会产生冲击、噪音。此外，它

等速万向节总成的设计方法

等速万向节总成的设计方法 李　科1,何志兵1,沈　海2 (1.襄阳汽车轴承有限公司,湖北　襄樊　441022;2.浙江万向集团机械公司,浙江　杭州　311215) 摘要:从使用性能上可将等速万向节总成分为驱动半轴总成和传动轴总成两大类。分析了各种等速万向节的结构及性能特点,介绍了驱动半轴和传动轴的设计选型原则。关键词:等速万向节;结构;性能;选型;振动 中图分类号:TH133.4;TH122 文献标识码:B 文章编号:1000-3762(2006)09-0037-03 等速万向节总成是轿车动力系中的一个组件。一辆四驱车共由6根等速万向节总成组成,其中2根为前驱半轴总成,2根为后驱半轴总成。它们连接在车轮与差速器上,把差速器的转矩传递给车轮,故称为驱动轴;由于车轮分左、右两个轮,因此需成对安装,又称为驱动半轴总成,其特点是传递转矩大而转速低;另外2根传递发动机转矩,其特点是传递转矩小而转速高,称之为传动轴,前传动轴连接在分动器和前差速器上,后传动轴连接在分动器和后差速器上。从使用性能上把等速万向节总成分成驱动半轴总成和传动轴总成两大类,下面分析每种类型的特点。 1　驱动半轴的种类及特点 驱动半轴总成分为前驱和后驱两大类,由于使用性能不同,结构也有所不同。1.1　前驱半轴种类及特点 前驱半轴总成由中心固定型等速万向节、轴、伸缩型等速万向节以及附件组成。由于现代轿车 流行前置前驱排列方式,因此前驱半轴总成具有传递转矩和转向两种功能,中心固定型等速万向节能够形成很大轴间角以满足轿车转向要求,伸缩型等速万向节(具有轴向运动和形成轴间角两种功能的等速万向节)通过轴向滑移改变驱动半轴长度来满足轿车底盘和轮胎在垂直方向上的位置变化。 1.1.1　中心固定型等速万向节(B J 型) 中心固定型等速万向节是由星形套、外套、保持架和钢球组成,见图1。由于外套内球面和保 持架外球面以及保持架内球面和星形套外球面这 收稿日期:2006-01-20;修回日期:2006-07-10 两个球面运动副共同控制使等速万向节没有轴向 运动,因此称为中心固定型等速万向节,产品极限轴间角大约为45°,此类产品未来发展趋势是减轻重量和减小体积,具有高效性,把轮毂轴承和球笼等速万向节设计为一体结构。 图1　中心固定型等速万向节 1.1.2　伸缩型等速万向节 伸缩型等速万向节按结构分为:可轴向移动 的球笼等速万向节(DO J 型)、交叉滚道球笼等速万向节(LJ 型)及三球销式万向节(T J 型)。可轴向移动的球笼等速万向节见图2,是由星形套、外套、保持架和钢球组成,星形套、外套沟道按轴线方向排列,由保持架控制钢球运动。保持架内、外球面中心相对窗口中心呈对称分布,以此来实现轴间角的运动,此类产品具有滑移阻力 图2　可轴向移动的球笼等速万向节 ISS N 1000-3762C N41-1148/TH 轴承 Bearing 2006年9期2006,N o.9 37-39

各种万向节的结构分析

第二节万向节结构方案分析 一、十字轴万向节 单个普通十字轴万向节是一种不等速万向节，其特点是当主动轴与从动轴之间有夹角时，不能进行等速传递，使主、从动轴的角速度周期性地不相等，而合理采用双十字轴万向节传动的设计方案可以实现等速传递；主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节，称为等角速度万向节或等速万向节；准等速万向节是一种近似等速万向节，可以通过分度机构等部件实现主、从动轴之间的近似等速传递。 1、普通十字轴式万向节 如图2-1所示，普通十字轴式万向节一般由两个万向节叉及与它们相连的十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和油封等组成。十字轴轴颈通过与滚针轴承配合安装在万向节叉的孔中。为了防止滚针轴承轴向窜动，在进行结构方案设计时，要采取轴承轴向定位措施。目前，常见的滚针轴承轴向定位方式有盖板式、卡环式、塑料环定位式和瓦盖固定式等。 图2-1 十字轴式刚性万向节 1-轴承盖；2、6-万向节叉；3-油嘴；4-十字轴；5-安全阀；7、11-油封； 8-滚针；9-套筒；10-油封挡盘；12-油封座；13-注油嘴 普通盖板式轴承轴向定位方式一般采用螺栓和盖板将套筒固定在万向节叉上，并用锁片将螺栓锁紧。这种方式的优点是工作可靠、拆装方便，但零件数目

较多。采用弹性盖板的结构方案是将弹性盖板点焊于轴承座底部，装配后，弹性盖板对轴承座底部有一定的预压力，以免高速转动时由于离心力作用，在十字轴端面与轴承座底之间出现间隙而引起十字轴轴向窜动，从而可以避免由于这种窜动造成传动轴动平衡的破坏。 卡环式具有结构简单、工作可靠、零件少和质量小的优点，可分为外卡式和内卡式两种。塑料环定位结构是在轴承碗外圆和万向节叉的轴承孔中部开一环形槽。当滚针轴承动配合装入万向节叉到正确位置时，将塑料经万向节叉上的小孔压注到环槽中，待万向节叉上另一与环槽垂直的小孔有塑料溢出时，表明塑料已充满环槽。这种结构轴向定位可靠，十字轴轴向窜动小，但拆装不方便。 为了防止十字轴轴向窜动和发热，保证在任何工况下十字轴的端隙始终为零，有的结构在十字轴轴端与轴承碗之间加装端面止推滚针或滚柱轴承。 万向节在工作中承受着较大的转矩和交变载荷，其主要损坏形式是十字轴轴颈和滚针轴承的磨损、十字轴轴颈和滚针轴承碗工作面的压痕与剥落。通常认为当磨损或压痕超过0.25mm时，十字轴万向节就必须报废并更换。为了提高其使用寿命，常用包括组合式润滑密封要求。装置在内的多种设计方案，以用来润滑和保护十字轴轴颈与滚针轴承。 传统的毛毡油封由于漏油多，防尘、防水效果差，加注润滑油时，在个别滚针轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油，已不能满足越来越高。轿车常在装配时就封入润滑脂以减少车辆的润滑点，且采用密封效果较好的双刃口或多刃口橡胶油封。 滚针轴承中滚针直径的公差、轴承的径向间隙和周向总间隙应控制在合理范围内，避免由于间隙过大使受载的滚针数减少及滚针倾斜，或由于间隙过小引起受热卡死现象，以保证载荷分配的均匀性和正常工作。 单十字轴万向节两轴的夹角不宜过大，否则会严重缩短滚针轴承的使用寿命。当夹角由4°增至16°时，万向节中滚针轴承的寿命将下降为原来的1/4。

球笼(等速万向节)技术资料

球笼（等速万向节）技术资料本为主要介绍等球笼(以下称等速万向节)，的相关技术参数及分析资料。 第一节等速万向节设计的最新动态与方向等速万向节广泛应用于前置前驱轿车的转向驱动桥中。驱动桥中。靠近车轮侧， 一、靠近车轮侧，即外侧的等速万向节通常采用Birfield(固定型)球笼式万向节，(固定型)球笼式万向节，通常采用允许传动轴(驱动轴)夹角变化。允许传动轴(驱动轴)夹角变化。桑塔纳2000奥迪、奥拓、丰田、2000、桑塔纳2000、奥迪、奥拓、丰田、日产等上海捷迈公司生产的固定型球笼式万向节InnerRaceBallsCageOuterRace圆弧槽滚道型球叉式万向节，圆弧槽滚道型球叉式万向节，也是等速万向但每次只有两个钢球传力，节，但每次只有两个钢球传力，传递转矩能力较小;钢球磨损较快，使钢球与滚道间的预紧较小;钢球磨损较快，力减小，会破坏传动的等速性。力减小，会破坏传动的等速性。不适合高速和连续运转工况，较少采用。连续运转工况，较少采用。 二、靠近差速器侧，即内侧的等速万向节靠近差速器侧，通常采用三叉式(三球销式通常采用三叉式(三球销式，Tripod)或伸缩)型球笼式万向节允许传动轴(驱动轴)万向节，型球笼式万向节，允许传动轴(驱动轴)长度和夹角的变化，夹角的变化，以补偿由于前轮跳动和载荷变化引起的轮距变化。起的轮距变化。三球销式组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。壳为主动件，壳为主动件，沿内圆周均匀开有三条平行于轴线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，还由平行槽带动运动。还由平行槽带动运动。

伸缩型球笼式等速万向节设计综述

毕业设计说明书 伸缩型球笼式等速万向节设计 系 (院): 机械工程系 专业：机械制造与自动化班级: 08112 学号：22 姓名:0.0 指导教师：0.0 成都工业学院 2010年5月25日

摘要 伸缩型球笼式等速万向节是汽车的关键部件之一，它直接影响车辆的转向驱动性能。 本设计根据在汽车传动系统的结构的布置，确定球笼式等速万向节的结构特点与参数等。对球笼式等速万向节的等速性、运动规律、受力情况、效率和寿命进行了深入分析。 对重要零件进行了材料的选择和工艺性分析。并且运用三维制图软件Pro-e和二维制图软件caxa，进行了辅助分析。 关键词等速万向节汽车设计分析效率使用寿命软件

ABSTRACT Telescopic type of ball cage patterned constant speed universal joint is one of the key components of cars, which directly affect vehicles to drive performance. This design according to the structure in auto transmission system, to determine the layout of ball cage patterned constant speed universal joint structure characteristics and parameters etc. Of ball cage patterned constant speed universal joint of constant sex, motion, stress, efficiency and analyzes the service life. An important part of the analysis of the choice of materials and workmanship. And to use 3d drawing software Pro - e and 2d graphics software caxa, the auxiliary analysis. Keywords: rzeppa constant velocity joins; Car; Design; Analysis; Efficiency; Service life; software.

汽车球笼式等速万向节及其总成

. 汽车球笼式等速万向节及其总成评论3等速驱动轴 2008-07-27 09:20 阅读216 小中字号：大一，概况球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的外星轮槽，以实现两轴转速同步的万向联轴器。其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或轮）和球笼保持架等四部份组成。．分类1 等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。 2．结构型式 1a）分：中心固定型等速万向节（见图型GE）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及型（图）--球道与钢球的接触形状呈90 度四点接触；RF1c型（图BJ1b ）。（图2 ）。型（图6）和三球销；及4）--VL型（图5GI型（图钢球；）型（图伸缩型等速万向节分：DOJ3--TJ 3．安装部分的形式和形状 10987末端封密型（图），轴套型（图），法兰型（图），轮盘型（）。. . ．等速万向节转动轴总成结构分：4 前轮驱动总成型的组合型RF+TJBJ型+TJ型或型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）；）；型BJ+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11BJ 13）。（图后轮驱动总成型TJ型的组合（图+VL17）；+TJ 的组合（图16）；VL型型型的组合（图BJ型+DOJ型或RF型+DOJ15）；BJ型+TJ型或RF ）。+TJ型的组合（图18 标准。5．技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000 型球笼万向节的制造二, BJ(RF),型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（轮），保持架，钢球四个零件组成。其中所用钢球BJ(RF) 外轮、轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和轮三对球道两钢球距离RFBJ（在加工的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮球面中心高与球道中心高和轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮球面和六条球道的同轴度，轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和轮花键与芯轴的配合要求。上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。以下分别对外轮，轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。 (坯料)→粗车→精车→铣球道→花键螺杆→热处理→磨外圆→磨球道→磨球外轮加工流程:锻件锻坯：㈠外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。编写验收报告备,对外购坯料在入库前须进行抽检 ,检查重点：型号规格是否符合案。粗车：㈡ )夹坯料小端柄部，粗)三爪(或弹簧夹具等, C618①车床(或其他普通车床仪表车床端口、外倒角。2/3以上即可）,

等速万向节简介

等速万向节简介 对于FF （发动机前置、前驱）及4WD（四轮驱动）型汽车来讲。其前轮必须具有转向和驱动两种功能，既要求车轮能在一定的转角范围内任意偏转某一角度，又要求半轴在车轮偏转过程中以相同的角速度不断地把动力从主减速器传到车轮。在这样两个轴线不重合，且位置还经常变化的两轴间传递动力的机构就是等速万向节。转向驱动桥半轴不能制成整体而要分段，在车轮和半轴间用等速万向节将两者联接起来。即使采用后轮驱动，使用独立悬挂，车轮和半轴轴线不重合，也需等速万向节传动。 1.等速万向节早期的发展历史 球式等速万向节的创造性发展可以追溯到1908年美国人William Whitney 的著作。其提出利用钢球和球形窝来代替轮齿传动，后来弧形滚道原理引导了整体式万向节的飞跃发展。 1923年，Carl Weiss在继承William Whitney思想的基础上，克服了“钢球的位置在同轴轨道上不确定”的缺点，开发了球叉式等速万向节，但是其带有自身的缺点：万向节的铰接角大约只有30°。 1927年，福特工程师Alfred Rzeppa为钢球导向采用了辅助控制装置，通过带有分度杆控制的球笼为钢球导向，这即是球笼式等速万向节。1933年，Bernard Stuber对球笼式等速万向节进行改进，使得内外滚道球心轨迹发生交叉，随后问世的Rzeppa万向节的铰接角达到45° 2.等速万向节的基本类型及特点 等速万向节的工作原理基本上有两类：一类是根据双十字万向节可以达到等速的原理，将中间传动轴尽量缩短而形成复式万向节；另一类是万向节在工作时，使所有传力点永远位于两轴交角的平分面上而使两轴角速度相等，根据此原理设计的万向节有球叉式和球笼式万向节。 等速万向节基本类型： 等速万向节按工作时运动情况可分为固定型等速万向节和可伸缩型等速万向节中心固定型分为BJ、RF和GE三种结构类型，其允许的两轴间相对转角较大，可达30°~50°，但主、从动轴间没有轴向移动；

万向节的工作原理

万向节的工作原理 一、字轴万向节典型的字轴万向节主要由主动叉、从动叉、字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。 目前常见的滚针轴承轴向定位方式有盖板式（图41c、d）、瓦盖固定式（图41f）等。盖板式轴承轴向定位方式的一般结构（图41b）,装配后，弹性盖板对轴承座底部有一定的预压力，以免高速转动时由于离心力作用，在字轴端面与轴承座底之间出现间隙而引起字轴轴向窜动，从而避免了由于这种窜动造成的传动轴动平衡状态的破坏。卡环式可分为外卡式（图41d）两种。它们具有结构简单、工作可靠、零件少和质量小的优点。瓦盖固定式结构（图 41f）是在轴承碗外圆和万向节叉的轴承孔中部开一环形槽，当滚针轴承动配合装入万向节叉到正确位置时，将塑料经万向节叉上的小孔压注到环槽中，待万向节叉上另一与环槽垂直的小孔有塑料溢出时，表明塑料已充满环槽。这种结构轴向定位可靠，字轴轴向窜动小，但拆装不方便。为了防止字轴轴向窜动和发热，保证在任何工况下字轴的端隙始终为零，有的结构在字轴轴端与轴承碗之间加装端面止推滚针或滚柱轴承。 滚针轴承的润滑和密封好坏直接影响着字轴万向节的使用寿命。毛毡油封由于漏油多，防尘、防水效果差，在加注润滑油时，在个别滚针轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油，已不能满足越来越高的使用要求。结构较复杂的双刃口复合油封（图42b为一轿车

上采用的多刃口油封，安装在无润滑油流通系统且一次润滑的万向节上。 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，字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1/4。 二、准等速万向节 1、双联式万向节双联式万向节（图44）,就运动副来看也是 一种双联式万向节。它主要由两个万向节叉1和4以及两个特殊形状的凸块2和3组成。两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字销，因此可以保证输入轴与输出轴近似等速。这种结构工作可靠，加工简单，允许的万向节夹角较大（可达50。）。但是由于工作面全为滑动摩擦，所以效率低，摩擦表面易磨损，且对密封和润滑要求较高。它主要用于中型以上越野车的转向驱动桥。 3、三销轴式万向节三销轴式万向节（图46Q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01和02为圆心而半径相等的圆，01和02到万向节中心0 的距离相等。当万向节两轴绕定心钢球中心0转动任何角度时，传力钢球中心始终在滚道中心两圆的交点上，从而保证输出轴与输入轴等速转动。这种球叉式万向节结构较简单，可以在夹角不大于32°?33°的条件下正常工作。由于四个钢球在单向传动中只有两个传递动力，故单位压力较大，磨损较快。另外，这种万向节只有在传力

汽车球笼式等速万向节及其总成

汽车球笼式等速万向节及其总成

汽车球笼式等速万向节及其总成 等速驱动轴2008-07-27 09:20 阅读216 评论3 字号：大中小 一，概况 球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。 1 .分类 等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。 等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。 等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。 2?结构型式 中心固定型等速万向节（见图1a）分： BJ型（图1b ）--球道与钢球的接触形状呈90度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及型（图2）。 伸缩型等速万向节分：DOJ型（图3）--钢球；TJ型（图4）--三球销；及VL型（图5）和GI型（图6）3?安装部分的形式和形状末端封密型（图7），轴套型（图8），法兰型（图9），轮盘型（10）GE

4.等速万向节转动轴总成结构分： 前轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11 ）; BJ型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）; BJ型+TJ型或RF型+T J型的组合（图13 ）。 后轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图15）；BJ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16）；VL型+VL型的组合（图17）；TJ型+TJ型的组合（图18 ）。 5?技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000标准。 二，BJ（RF）型球笼万向节的制造 BJ（RF）型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（内轮），保持架，钢球四个零件组成。其中所用钢球,外轮、内轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。 在加工BJ （RF）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和内轮三对球道两钢球距离的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和内轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮内球面中心高与球道中心高和内轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮内球面和六条球道的同轴度，内轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和内轮内花键与芯轴的配合要求。 上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。 以下分别对外轮，内轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。 外轮加工流程：锻件（坯料）T粗车T精车T铣球道T花键螺杆T热处理T磨外圆T磨球道T磨内球 ㈠锻坯： 对外购坯料在入库前须进行抽检，检查重点：型号规格是否符合，外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。编写验收报告备案。 ㈡粗车： ①C618车床（或其他普通车床，仪表车床）三爪（或弹簧夹具等）夹坯料小端柄部，粗 车大端面，保证外轮内孔深度，粗车大端外圆（车出外圆2/3以上即可），端口内、外倒角。 ②C618车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，车小端柄部端面，保证外轮总 长度和端面粗糙度▽ 3.2 ;钻中心孔，保证每批次孔径一致。 ③CK400数控车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，以基准面定位，粗车内

汽车球笼式等速万向节及其总成资料

汽车球笼式等速万向节及其总成 等速驱动轴 2008-07-27 09:20 阅读216 评论3 字号：大中小 一，概况 球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。 1．分类 等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。 等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。 等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。 2．结构型式 中心固定型等速万向节（见图1a）分： BJ型（图1b）--球道与钢球的接触形状呈90度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及GE型（图2）。 伸缩型等速万向节分：DOJ型（图3）--钢球；TJ型（图4）--三球销；及VL型（图5）和GI型（图6）。 3．安装部分的形式和形状 末端封密型（图7），轴套型（图8），法兰型（图9），轮盘型（10）。

4．等速万向节转动轴总成结构分： 前轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11）；BJ型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）；BJ型+TJ型或RF型+TJ 型的组合（图13）。 后轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图15）；BJ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16）；VL型+VL型的组合（图17）；TJ型+TJ型的组合（图18）。 5．技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000标准。 二, BJ(RF)型球笼万向节的制造 BJ(RF)型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（内轮），保持架，钢球四个零件组成。其中所用钢球,外轮、内轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。 在加工BJ（RF）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和内轮三对球道两钢球距离的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和内轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮内球面中心高与球道中心高和内轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮内球面和六条球道的同轴度，内轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和内轮内花键与芯轴的配合要求。 上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。 以下分别对外轮，内轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。 外轮加工流程:锻件(坯料)→粗车→精车→铣球道→花键螺杆→热处理→磨外圆→磨球道→磨内球 ㈠锻坯： 对外购坯料在入库前须进行抽检,检查重点：型号规格是否符合,外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。编写验收报告备案。 ㈡粗车： ① C618车床(或其他普通车床,仪表车床)三爪(或弹簧夹具等)夹坯料小端柄部，粗 车大端面，保证外轮内孔深度，粗车大端外圆（车出外圆2/3以上即可）,端口内、外倒角。 ② C618车床三爪(或气动夹具等)夹外轮大端外圆，车小端柄部端面，保证外轮总 长度和端面粗糙度▽3.2；钻中心孔，保证每批次孔径一致。 ③ CK400数控车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，以基准面定位，粗车内

万向节设计.doc

第四节万向节设计 一、万向传动的计算载荷 万向传动轴因布置位置不同，计算载荷是不同的。计算载荷的计算方法主要有三种，见表4—1。 表4—1 万向传动轴计算载荷 (N·m) 表4—1各式中，Temax 为发动机最大转矩；n 为计算驱动桥数，取法见表4—2；i1为变速器一挡传动比；η为发动机到万向传动轴之间的传动效率；k 为液力变矩器变矩系数， k=[(k o—1)／2]十1，ko 为最大变矩系数；G2为满载状态下一个驱动桥上的静载荷(N)；m2′为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数，轿车：m2′=1．2～1．4，货车：m2′=1．1～1．2；φ为轮胎与路面间的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，在良好的混凝土或沥青路面上，φ 可取0．85，对于安装防侧滑轮胎的轿车，φ 可取1．25，对于越野车，φ值变化较大，一般取1；r r为车轮滚动半径(m)；i。为主减速器传动化；i m为主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；ηm为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率；G1为满载状态下转向驱动桥上的静载荷(N)；m1′ 为汽车最大加速度时的前轴负荷转移系数，轿车：m1′ =0．80～

0．85，货车：m 1′ =0．75—0．90；F 1 为日常汽车行驶平均牵引力(N)；i f 为分动器传动比，取法见表4—2：k d 为猛接离介器所产生的动载系数，对于液力自动变速器，k d =1 对于具有手动操纵的机械变速器的高性能赛车，k d = 3，对于性能系数 f i =0 的汽车(一般货车、矿用汽车和越野车)，k d =1，对于 f i >0 的汽车，k d =2 或由经验选定。性能系数由下式计算 )195.0161001 max e a T g m -（ 当16195.0max ?e a T g m 时 f j= 0 当16195 .0max ≥e a T g m 时 式中，ma 为汽车满载质量(若有挂车，则要加上挂车质量)(kg)。 表4—2 n 与 i f 选取表 对万向传动轴进行静强度计算时，计算载荷 T S 取 Tse l 和 Tss l 的最小值，或取Tse 2和 Tse 2 的最小值，即 T S =min[Tse l ，Tss l ]或 T S = min[Tse 2，Tse 2]，安全系数一般取2．5～3．0。当对万向传动轴进行疲劳寿命计算时，计算载荷 T S 取Ts Fl 或Ts F2。 二、十字轴万向节设计

各类型万向节结构和工作原理

各类型万向节结构和工作原理 万向节是实现变角度动力传递的机件，用 于需要改变传动轴线方向的位置。 万向节的分类 按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的为十字轴式)、准等速万向节(如双联式万向节)和等速万向节(如球笼式万向节）三种。 不等速万向节 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゜。图Ｄ－C4－2所示的十字轴式万向节由一个十字轴,两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。两万向节叉1和3上的孔分别套在十字轴２的两对轴颈上。这样当主动轴转动时,从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。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。 图Ｄ-C4－2 十字轴万向节结构（12－2） １- 套筒;２-十字轴;3－传动轴叉；４－卡环；5-轴承外圈;6-套筒叉 十字轴式刚性万向节具有结构简单,传动效率高的优点,但在两轴夹角α不为零的情况下，不能传递等角速转动。 设主动叉由图D-C4-１(a）所示初始位置转过φ１角，从动叉相应转过φ2角,由机械原理分析可以得出如下关系式： ｔgφ1=tgφ2·cｏｓα

图D－Ｃ4－3 十字轴式刚性万向节示意图 以主动叉转角φ１为横坐标，主动叉转角和从动叉转角之差φ1-φ2为纵坐标，可以画出φ1－φ2随φ１变化曲线图(见图D－C4-1(b），图中画出了α＝１0゜，α=20゜,α=３０゜的情况)。从这张图可以看出： 图D-C4－４十字轴刚性万向节不等速特性曲线 如果主动叉匀速转了１80゜，那么从动叉就经历了：比主动叉转得快→比主动叉转得慢→又比主动叉转得快这样一个过程。但总起来讲，当主动叉转过90゜时,从动叉也转过90゜；当主动叉转过１８0゜时,从动叉也转过1８０゜。 从这张图还可以看出，万向节两轴夹角α越大,从动叉转角φ2和主动叉转角φ1之差也越大。这说明,如果主动叉是匀速转动的,那么随着万向节两轴夹角的增大，从动叉转速的不均匀性越大。

球笼式等速万向节原理及运动仿真

第22卷　第6期2000年12月 武　汉　汽　车　工　业　大　学　学　报 JOURNA L OF W UH AN AUT OM OTI VE PO LY TECH NIC UNI VERSITY V ol.22N o.6 Dec.2000　 文章编号:10072144X(2000)0620017205 球笼式等速万向节原理及运动仿真 吴　森,吴　义 (武汉汽车工业大学汽车工程学院,湖北武汉　430070) 摘　要:详细阐述了球笼式等速万向节的设计及工作原理,建立并验证了球笼式等速万向节的运 动仿真模型,对JL6370轿车传动轴万向节进行了实例分析。 关键词:等速万向节;运动仿真;仿真模型 :U463.216.3 文献标识码:A 现代经济型轿车大都采用前轮驱动形式,等速万向节是其中的关键部件,等速万向节设计加工质量直接关系到整车性能。球笼式等速万向节是目前使用最多的等速万向节,因其设计制造精度高、难度大,因此在设计阶段对其进行运动分析及运动仿真是很有必要的。 1　万向节原理 1.1　万向节运动学原理 为了寻找能将转矩从一根轴传到另一根轴的合适的机构,需要借助于运动链的概念。运动链自由度f的计算公式为 f=6(n-1)-6i1(6-f i)(1) 式中,f为运动链的自由度;n为杆件数;i为节点数;f i为第i个节点的自由度。 应用式(1),可以计算运动链节点自由度的总和∑f i为 6i1f i=6(i-n)+(f+6)(2) 对于某一具体的运动链,在满足所要求的运动自由度的条件下,要使其运动链最简单,只需要使杆件数与节点数相等。而万向节以一定夹角传递旋转运动,具有惟一确定的运动,因此f=1。那么节点自由度总和6f i为 6i1f i=6(i-n)+(1+6)=7 最简单的满足7自由度的杆链机构,如图1所示。运动件a与运动件b为圆棒时,节点2 为点接触,该节点自由度f 2 =5。给定不同的节点自由度∑f i,设计各种形式的节点,就可以 收稿日期:2000205216. 作者简介:吴　森(19482),男,湖北武汉人,武汉汽车工业大学教授.

各类型万向节结构和工作原理

万向节是实现变角度动力传递的机件， 用于需要改变传动轴线方向的位置。 万向节的分类 按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（如双联式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节）三种。 不等速万向节 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゜。图D－C4－2所示的十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。两万向节叉1和3上的孔分别套在十字轴2的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。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。 图D－C4－2 十字轴万向节结构（12-2） 1- 套筒；2-十字轴；3-传动轴叉；4-卡环；5-轴承外圈；6-套筒叉

十字轴式刚性万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角α不为零的情况下，不能传递等角速转动。 设主动叉由图D－C4－1(a)所示初始位置转过φ1角，从动叉相应转过φ2角，由机械原理分析可以得出如下关系式： tgφ1=tgφ2·cosα 图D－C4－3 十字轴式刚性万向节示意图 以主动叉转角φ1为横坐标，主动叉转角和从动叉转角之差φ1－φ2为纵坐标，可以画出φ1－φ2随φ1变化曲线图（见图D－C4－1(b)，图中画出了α＝10゜，α＝20゜，α＝30゜的情况）。从这张图可以看出：

图D－C4－4 十字轴刚性万向节不等速特性曲线 如果主动叉匀速转了180゜，那么从动叉就经历了：比主动叉转得快→比主动叉转得慢→又比主动叉转得快这样一个过程。但总起来讲，当主动叉转过90゜时，从动叉也转过90゜；当主动叉转过180゜时，从动叉也转过180゜。 从这张图还可以看出，万向节两轴夹角α越大，从动叉转角φ2和主动叉转角φ1之差也越大。这说明，如果主动叉是匀速转动的，那么随着万向节两轴夹角的增大，从动叉转速的不均匀性越大。 单个十字轴万向节传动的不等速性，将使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动，从而产生附加的交变载荷，影响零部件使用寿命。 既然十字轴式万向节可以将匀速转动变为非匀速转动，那么它就有可能将某种非匀速转动还原为匀速转动。例如在变速器的输出轴和驱动桥的输入轴之间，采用如图D－C4－5(缺）所示的两个十字轴万向节和一根传动轴传动，就有可能实现这种传动。 D－C4－5