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万向传动装置

万向传动装置

功用:能在汽车上任何一对轴间夹角和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。

组成:一般由万向节和传动轴组成。

万向节

按其刚度大小分为刚性万向节

挠性万向节

按其速度特性分为不等速万向节(十字轴万向节)

准等速万向节

等速万向节

不等速万向节:

不等速万向节又称为十字轴万向节或十字架万向节

特点:结构简单、传动可靠,效率高;允许相邻两轴的最大交角为150—200

万向传动装置

?单个十字轴万向节的不等速性危害:会使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动,产生附加的交变载荷及振动噪声,影响零部件使用寿命。

?为避免这一缺陷,在汽车上均采用两个普通万向节,且中间以传动轴相连,利用第二个万向节的不等速效应来抵消第一个万向节的不等速效应,从而实现输入轴与输出轴等角速传动,但要达到这一目的,还必须满足两个条件:?(1)第一个万向节的从动叉和第二个万向节的主动叉应在同一平面内,即传动轴两端的万向节叉在同一平面内。

?(2)输入轴、输出轴与传动轴的夹角相等,即α1=α2。

准等速万向节

组成:由双联式和三销轴式两种。

等速万向节

?基本原理:传力点永远位于两轴交点的平分面上

?结构型式: 球笼式、球叉式、组合式

万向传动装置

万向传动装置

万向传动装置

球叉式万向节

主动叉与从动叉分别与内、外半轴制成一体

球叉式万向节等角速传动原理:主动叉和从动叉凹槽的中心线是以O1.O2为圆心的两个半径相等的圆,而圆心O1.O2与万向节中心O的距离相等。因此,在主动轴和从动轴以任何角度相交的情况下,传动钢球中心都位于两圆的交点上,亦即所有传动钢球都位于角平分面上,因而保证了等角速传动。

结构特点:

?球叉式万向节结构简单,允许最大交角为32°~33°,一般应用于转向驱动桥中。

?球叉式万向节工作时,只有两个钢球传力,反转时,则由另两个钢球传力。因此,钢球与曲面凹槽之间的单位压

力较大,磨损较快,影响使用寿命。

球笼式万向节

星形套以内花键与主动轴相连,其外表面有6条凹槽,形成内滚道。球形壳的内表面有相应的6条凹槽,形成外滚道。

球笼式万向节有两种类型:

1.轴向不可伸缩型(RF节)一般布置在转向节处

2.轴向可伸缩型(VL节)适用于断开式驱动桥

结构特点:

(1)球笼式等角速万向节在两轴最大交角达47°的情况下,仍可传递转矩。

(2)球笼式等角速万向节6个钢球全部传力,承载能力强。

(3)结构紧凑,拆装方便,应用广泛。

万向传动装置

轴向可伸缩型球笼式万向节(VL节)

结构特点:内、外滚道是圆筒形的,在传递转矩过程中,星形套与筒形壳可以沿轴向相对移动,省去其它传动装置中必须有的滑动花键。而且这个轴向移动是通过钢球沿内、外滚道滚动来实现的,与滑动花键相比,其滑动阻力小。

传动轴

?一般汽车:空心轴(低碳钢板卷制焊接,质量均匀),两端焊有带花键的轴头和万向节叉。

?重型车:空心轴(无缝钢管)

?断开式驱动桥:实心轴(传递扭矩大)

?传动轴和万向节装配后要经过动平衡,故焊有传动片,应按标记安装。

传动轴通常用来连接变速器(或分动器)和驱动桥,在转向驱动桥和断开式驱动桥中,则用来连接差速器和驱动轮。

为适应汽车行驶过程中变速器与驱动桥的相对位置变化,传动轴上设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键连接,使传动轴的长度能随传动距离的变化而伸缩。当传动距离较远时,为了避免因传动轴过长而使自振频率降低,高速时产生共振,将传动轴分为两段,前段称为中间传动轴,后段称主传动轴,其后端部设有中间支承

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中间支承

传动轴分段时须加设中间支承,通常将其安装在车架横梁上。中间支承除对传动轴起支承作用外,还应能补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差,以及汽车行驶过程中由于发动机窜动或车架变形等引起的位移。

普通中间支承通常用弹性元件来满足上述要求。它主要由轴承、带油封的轴承盖、支架和使轴承与支架间成弹性连接的弹性元件所组成。常见的类型有双列圆锥滚子轴承式中间支承(图6-14所示)、蜂窝软垫式中间支承、摆动中间支承以及中间支承轴式中间支承等。

故障诊断

1.异响

1)故障现象

(1)万向节、传动轴伸缩叉响

在汽车起步和突然改变车速时,传动轴发出“抗”的响声;在汽车缓行时,发出“呱当、呱当”的响声。

(2)中间支承松旷

汽车运行中出现一种连续的“呜呜”响声,车速愈高响声愈大。

2)故障原因

(1)万向节、传动轴伸缩叉响

①万向节凸缘盘连接螺栓松动;

②万向节主、从动部分游动角度太大;

③万向节轴承、十字轴磨损严重;

④万向节、传动轴伸缩叉磨损松旷。

(2)中间支承松旷

①滚动轴承缺油烧蚀或磨损严重;

②中间支承安装方法不当,造成附加载荷而产生异常磨损或支架连接松动;

③橡胶圆环损坏;

④车架变形,造成前后连接部分的轴线在水平面内的投影不同线而产生异常磨损。

3)故障诊断

(1)用榔头轻轻敲击各万向节凸缘盘连接处,检查其松紧度。太松旷则故障由连接螺栓松动引起。

(2)用双手分别握住万向节、伸缩叉的主、从动部分转动,检查游动角度。万向节游动角度太大,则异响由此引起;伸缩叉游动角度太大,则异响由此引起。

(3)给中间支承轴承加注润滑脂,响声消失,则故障由缺油引起。

(4)松开夹紧橡胶圆环的所有螺钉,待传动轴转动数圈后再拧紧,若响声消失,则故障由中间支承安装方法不当引起。否则故

障可能是:橡胶圆环损坏;或滚动轴承技术状况不佳;或车架变形等引起。

2.振动

1)故障现象

在万向节和伸缩叉技术状况良好时,汽车行驶中发出周期性的响声;速度越高响声越大,甚至伴随有车身振动,握转向盘的手感觉麻木。

2)故障原因

(1)传动轴弯曲或传动轴管凹陷、传动轴上的平衡块脱落;

(2)传动轴管与万向节又焊接不正或传动轴未进行过动平衡试验和校准;

(3)伸缩叉安装错位,造成传动轴两端的万向节叉不在同一平面内,不满足等角速传动条件;

(4)中间支承吊架固定螺栓松动或万向节凸缘盘连接螺栓松动,使传动轴偏斜。

3)故障诊断

(1)检查传动轴管是否弯曲或凹陷,有弯曲或凹陷,则故障由此引起。

(2)检查传动轴管上的平衡片是否脱落,如脱落,则故障由此引起。

(3)检查伸缩叉安装是否正确,不正确,则故障由此引起。

(4)拆下传动轴进行动平衡试验,动不平衡,则故障由此引起。

检修

1.传动轴

传动轴的主要损伤形式有弯曲、凹陷或裂纹等。主要检修以下几个方面:

(1)传动轴轴管不得有裂纹及严重的凹瘪。否则应更换传动轴。

(2)检查传动轴弯曲程度,如图6-15所示用V形铁水平架起传动轴并旋转,用百分表在轴的中间部位测量。径向全跳动公差应符合表6-2的规定(轿车传动轴径向全跳动公差应比表6-2相应减小0.2mm),否则应校正传动轴或更换。

(3)检查中间传动轴支承轴颈的径向圆跳动公差不应超过0.10mm。否则应镀络修复或更换。

(4)检查传动轴花键与滑动叉花键、突缘叉与所配合花键的间隙:轿车应不大于0.15mm,其它类型的汽车应不大于0.30mm,装配后应能滑动自如。若超差,则应更换传动轴或滑动叉。

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2.万向节叉、十字轴及轴承

(1)检查万向节叉和十字轴不得有裂纹,否则应更换。

(2)检查滚针轴承的油封失效,滚针断裂、轴承内圈有疲劳剥落时,应换新。

(3)检查十字轴颈表面,若有疲劳剥落,磨损沟槽或滚针压痕深度在0.10mm以上时,应换新。

(4)检查十字轴与轴承的最小配合间隙应符合原厂规定。最大配合间隙应符合表6-3的规定。

(5)按照图6-16所示方法检查十字轴轴承装入万向节叉后的松旷程度和轴向间隙。此间隙:剖分式轴承孔为0.10-0.50mm;整体式轴承孔0.02-0.25mm,轿车为0-0.05mm。

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3.中间支承

中间支承的常见故障是橡胶老化和轴承磨损所引起的振动和异响等。

(1)拆下中间支承前,可以在中间支承周围摇动传动轴,检查中间支承轴承的松旷程度,分解后,可进一步检查轴承的轴向和径向间隙是否符合原厂规定。中间支承经使用磨损后,需及时检查和调整,以恢复其良好的技术状况。

(2)检查中间支承轴承的旋转是否灵活,油封和橡胶衬垫是否损坏,否则应更换。

4.传动轴管焊接组合件

传动轴管焊接组合件经修理后,原有的动平衡已不复存在。因此,传动轴管焊接组合件(包括滑动套)应重新进行动平衡试验,传动轴两端任一端的动不平衡量:轿车应不大于10g·cm。;其它车型应不大于表6-4的规定。传动轴管焊接组合件的平衡可在轴管的两端加焊平衡片,每端最多不得多于3片。