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萬向傳動節的分類?
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。鋼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。
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不等速萬向節
十字軸式剛性萬向節為汽車上廣泛使用的不等速萬向節,允許相鄰兩軸的最大交角為15゜~20゜。下圖所示的十字軸式萬向節由一個十字軸,兩個萬向節叉和四個滾針軸承等組成。兩萬向節叉1和3上的孔分別套在十字軸2的兩對軸頸上。這樣當主動軸轉動時,從動軸既可隨之轉動,又可繞十字軸中心在任意方向擺動,這樣就適應了夾角和距離同時變化的需要。在十字軸軸頸和萬向節叉孔間裝有滾針軸承5,滾針軸承外圈靠卡環軸向定位。為了潤滑軸承,十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。
十字軸式剛性萬向節具有結構簡單,傳動效率高的優點,但在兩軸夾角α不為零的情況下,不能傳遞等角速轉動。
當滿足以下兩個條件時,可以實現由變速器的輸出軸到驅動橋的。
構造
潤滑密封、內外擋圈定位
工作原理
1.主動叉在垂直位置,并且十字軸平面與主動軸垂直時。此時,主動叉與十字軸連接點a和從動叉與十字軸連接點b在十字軸平面上的線速度相等。(從動叉向十字軸平面的速度投影)。
2.主動叉在水平位置,并且十字軸平面與從動軸垂直時。(主動叉向十字軸平面的速度投影)。
3.主從動軸的轉角轉速關系。
兩軸交角越大,轉速越大,傳動軸的不等速性越差。
十字軸萬向節的不等速性:是指從動軸在一周中角速度不均勻,若主動軸以等角速度轉動,則從動軸時快時慢,即單個十字軸萬向節在有夾角時傳動的不等速性。
雙十字軸式萬向節實現兩軸間(變速器的輸出軸和驅動橋的輸入軸)的等速傳動的條件:
①.第一個萬向節兩軸間的夾角與第二個萬向節兩軸間夾角相等(設計保證);
②.第一個萬向節的從動叉與第二個萬向節的主動叉處于同一平面(由裝配保證)。
由于在采用非獨立懸架時,變速器和主減速器相對位置不斷變化,條件一很難滿足,只能做到不等速性盡可能小。
十字軸雙萬向節傳動的等速條件:在變速器的輸出軸和驅動橋的輸入軸之間,采用雙萬向節傳動,則第一萬向節的不等速效應就有可能被第二萬向節的不等速效應所抵消,從而實現兩軸間的等角速傳動。根據運動學分析得知,要達到這一目的,需滿足兩個條件①第一萬向節兩軸間夾角α1與第二萬向節兩軸間夾角α2相等;②第一萬向節的從動叉與第二萬向節的主動叉于同一平面內。第一個條件只有在驅動輪采用獨立懸架時,才有可能通過整車的總體布置設計和總裝配工藝的保證而實現。
十字軸式萬向節等速條件:
(1)采用雙萬向節傳動;
(2)第一萬向節兩軸間的夾角1與第二萬向節兩軸間的夾角2相等;
(3)第一萬向節的從動叉與第二萬向節的主動叉在同一平面內。
常見的準等速萬向節有雙聯式和三銷軸式兩種,它們的工作原理與雙十字軸式萬向節實現等速傳動的原理是一樣的。
雙聯式萬向節實際上是一套將傳動軸長度減縮至最小的雙十字軸式萬向節等速傳動裝置,雙聯叉相當于傳動軸及兩端處在同一平面上的萬向節叉。在當輸出軸與輸入軸的交角較小時,處在圓弧上的兩軸軸線交點離上述中垂線很近,使得α1與α2的差很小,能使兩軸角速度接近相等,所以稱雙聯式萬向節為準等速萬向節。
雙聯式和三銷軸式
雙聯式:
原理:根據雙十字軸萬向節實現等速傳動的原理。當萬向節叉2相對萬向節叉1在一定的角度范圍內擺動時,雙聯叉也被帶動偏轉相應角度,使兩十字軸中心連線與兩萬向節叉的軸線的交角差值很小,從而保證兩軸角速度接近相等,在差值允許范圍內,雙聯式萬向節具有準等速性。
優點:允許較大的軸間夾角,結構簡單,制造方便,工作可靠,交角最大可達50o
雙聯式萬向節用于轉向驅動橋,可以沒有分度機構,但必須在結構上保證雙聯式萬向節中心位于主銷軸線與半軸軸線的交點,以保證等速傳動。
三銷軸式萬向節:
由雙聯式萬向節演變而來。
優點:允許相鄰兩軸有較大的交角,最大達45°,在轉向驅動橋中可使汽車獲得較小的轉彎半徑,提高汽車機動性。
缺點:所占空間較大。
主動軸位置 0°~90° 90°~180° 180°~360°
從動叉超前主動叉在45°,時達到最大,從動軸先加速后減速 從動叉滯后主動叉在135°,時達到最大,從動軸先減速后加速 同前180°
球面滾輪式萬向節:
裝在與萬向節軸制成一體的三根銷軸上的球面滾輪,可沿與另一萬向節軸1相連的筒狀體的三個軸向槽移動,起到伸縮花鍵的作用。三個球面滾輪與筒狀體的槽壁之間可傳遞轉矩。結構上應保證沿圓周等分的三個球面滾輪的軸線始終位于或近似位于萬向節兩軸夾角的等分面上。該萬向節允許的軸間夾角可達43°,加工也比較容易。
等速萬向節
乘用車上常用的等速萬向節有球籠式萬向節和球叉式萬向節,也有用的自由三樞軸萬向節的。
球籠式萬向節的結構見下圖。星形套7以內花鍵與主動軸1相連,其外表面有六條弧形凹槽,形成內滾道。球形殼8的內表面有相應的六條弧形凹槽,形成外滾道。六個鋼球6分別裝在由六組內外滾道所對出的空間里,并被保持架4限定在同一個平面內。動力由主動軸1(及星形套)經鋼球6傳到球形殼8輸出。
球叉式萬向節、球籠式萬向節
基本原理:從結構上保證萬向節在工作過程中,其傳力點永遠位于兩軸交點的平面上。
球叉式萬向節:
優點:結構簡單,允許最大交角32°~33°;
缺點:壓力裝配,拆裝不方便,鋼球與曲面凹槽單位壓力大,磨損快;只有兩個鋼球傳力,反轉時,另兩個鋼球傳力。
球籠式萬向節:
優點:兩軸最大交角為42°,工作時無論傳動方向,六個鋼球全部傳力。與球叉式萬向節相比,承載能力強,結構緊湊,拆裝方便。
若內外滾道采用圓桶形,則變成伸縮型球籠式萬向節,省去傳動裝置中的滑動花鍵,滑動阻力小,適用斷開式驅動橋。
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撓性萬向節
撓性萬向節是依靠彈性件的彈性變形來保證兩軸間傳動時不發生機械干涉。
一般用于兩軸夾角不大于3°~5°和微量軸向位移的萬向傳動場合。
優點:消除制造安裝誤差和車架變形對傳動的影響;吸收沖擊,衰減扭轉振動;結構簡單無須潤滑
十字軸式萬向節有何傳動特點?其滾針軸承在工作中其滾針作何種運動
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,主要用于以下下圖所示的十字軸式萬向節由一個十字軸,兩個萬向節叉和四個滾針軸承等
萬向節十字軸軸承如何維護
傳動軸的萬向節十字軸軸承應該使用齒輪油潤滑。但一般在
維修中發現,傳動軸的萬向節十字軸滾針軸承都使用鈣基潤滑脂(俗稱黃油)來潤滑,實際這種潤滑方式是錯誤的,導致了大批十字軸滾針軸承的早期損壞。在拆卸中可以清楚的看出十字軸軸頸呈現出被擠中壓的溝槽,軸頸和滾針處嚴重缺油。
是因為萬向節十字軸滾針軸承的潤滑油嘴是一只普通的黃油嘴,所以給人們造成一種錯覺,長期以來普遍加注黃油來潤滑。
事實上,從該油嘴處用黃油槍是很難將黃油加注到滾針軸承上的。眾所周知,黃油的粘度大,當用黃油槍從該油嘴向萬向節十字軸滾針軸承內腔加注黃油時,黃油進入狹窄內腔油道時阻力加大,黃油壓力升高頂開油嘴對面的減壓閥而溢出。這個現象還會被駕駛員和修理人員誤認為已經加滿了黃油。
而實際上黃油根本就沒進入滾針之間,就是達到十字軸軸頸端面也非常困難。在拆下維修時,即使用強制方法將黃油涂抹在滾針和軸頸表面上也能起到一些潤滑作用,但對于十字軸滾針軸承的潤滑效果來說,鈣基潤滑脂遠不如齒輪油好,其原因是:
a.萬向節在工作中要承受很大的扭力和交變載荷,而鈣基潤滑脂的油膜堅韌程度較差,在軸承與軸頸的摩擦表面難以形成良好的油膜。
b.萬向節十字軸的滾針軸承在工作中只能原地轉動,不能沿鋼碗和十字軸頸旋轉,而鈣基潤滑脂的滾動性很差,所以當油膜被破壞后不能立即形成新的油膜。
c.鈣基潤滑脂是由滑油和鈣皂混合而成的,在使用中由于潤滑油的變質和蒸發,使滑脂變成了較硬的鈣皂,鈣皂本身不但不能起到潤滑作用,而且還阻礙了滾針在軸頸上的滾動,加上萬向節十字軸中又沒有排油措施,變了質的潤滑脂既不能排出,新油又很難注入,因而大大加速了萬向節十字軸滾針軸承的磨損。
為了能改變這種用黃油代替齒輪油來潤滑萬向節十字軸滾針軸承的錯誤做法,建議采用以下維護方法,用以提高萬向節十字軸滾針軸承的使用壽命。
a.拆下萬向節十字軸滾針軸承后進行徹底清洗,將殘余的潤滑脂全部清除(可用水煮或放入汽油中清洗)后,放入齒輪油中浸泡2min
-l0min,即可裝用。在使用中應注意:汽車涉水行駛后應及時更換新油。行駛2000km-3500km應更換一次新油。這種方法經試驗,可使萬向節十字軸滾針軸承的壽命延長2倍-3倍。
b.可配用專用的液壓加注設備
,對傳動軸的萬向節十字軸滾針軸承進行定期潤滑。
萬向節軸承怎么更換?
萬向節軸承的更換方法:1、分解先拆下蓋板螺栓,取下蓋板和十字軸滾針軸承殼。拆下另外兩個十字軸的滾針軸承殼鎖圈后,用手托住十字軸的兩個軸頸,用錘子輕敲傳動軸或伸縮套的萬向節叉邊緣,以十字軸將其軸承殼頂出。拆卸時不能敲擊安裝軸承殼承孔的邊緣處或軸承殼底部;2、裝配①在各零件清洗干凈。②在軸承殼內涂以少量潤滑脂一,將軸承滾針裝人。③將滾針軸承蓋、毛氈和墊圈裝回十字軸頸上,再將十字軸套人萬向節叉,帶潤滑脂嘴的一面向傳動軸,裝進軸承殼(要以凹槽與螺孔對正),不得有卡住或松動現象,最后用鎖片鎖止螺栓;3、裝配后其緊度要求是能自由轉動而不松曠。萬向節叉孔與軸承殼的配合間隙為0一0.04mm。軸承殼不應與油封座相咬死而轉不動。檢驗合格后,再注人潤滑脂。