汽车设计讲稿-第四章+万向传动轴设计.doc

第四章 万向传动轴设计§4-1概述一、功用: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二、设计要求:1)保证所连接的两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化时能可靠而稳定地传递动力2)保证所连接的两轴尽可能等速运转。且由于夹角存在而引起的附加载荷、振动、噪声均在允许范围内,在使用车速范围不应产生共振3)高,寿命长,结构简单,制造方便,维修容易等三、应用1、前置后驱动汽车上(∵悬架变形,变速器输出轴与主减速器输入轴间经常有相对运动)-可伸缩的十字轴万向传动轴2、转向驱动桥(∵驱动轮又是转向轮,左右半轴间夹角随行驶需要而变)-等速万向传动轴3、离合器与变速器,变速器与分动器不直接连接而离开一定距离(为避免因安装不准确和车架变形在传动机构中引起附加载荷)-十字万向传动轴或挠性万向传动轴。四、分类:挠性万向节:靠弹性另件传递动力按扭转方向是否有明显弹性     不等速:瞬时角速度变化,平均角速度相等一十字轴刚性  等速: 瞬时角速度相等一球叉式、球笼式准等速:设计角度下,瞬时角速度相等一双联式、凸块、三销轴式、球面滚轮§4-2万向节结构方案分析一、: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。: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。,:广泛二、准等速万向节(近似等速)1、: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。: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。,一般50°,偏心60°:军用越野车的转向驱动桥2、凸块式::主要由两万向节叉1和4及两个不同形状的特殊凸块2和3组成。:工作作可靠,加工简单。但由于工作面全为滑动摩擦,摩擦表面易磨损,传动效率低,对密封和润滑要求高。,50°:传递转矩较大的越野车转向驱动桥3、三销轴式::主要两个偏心轴叉,:不需加外球壳和密封装置,对万向节与转向节的同心度要求不严,允许两轴夹角较大,但外形尺寸较大,形状复杂,毛坯需精确模锻,万向节两轴受附加弯矩和轴向力。,45°:总质量较大的越野车转向驱动桥4、:万向节轴5端部三个销轴3,其上装球面滚轮4,可在圆管轴向槽2内移动。:,34°:较为广泛三、等速万向节1、球叉式:(1):两万向节球叉,其上各有4个侧向的圆弧槽滚道,四传力钢球和一定心球。:结构较简单,夹角较大,但单位压力较大,磨损较快,磨损增加后传动等速性破坏,严重时钢球会脱落。,32°-33°:总质量不大的越野车转向驱动桥(2):两万向节球叉上直槽滚道,直槽与轴的中心线倾斜相同角度,滚道内四传力钢球。:加工较容易,两叉间允许少量轴间滑动。,20°:断开式驱动桥,当半轴摆动时,用它可补偿半轴的长度变化而省去花键2、球笼式万向节1)Rzeppa型(图4-8a)::在球形壳1的内表面和星形套3的球表面上,各有6条园形轨道(沿园周均布,同心)6个传力钢球装在其中,由球笼保持在同一平面轴夹角变化时,分度杆6推动导向盘,再带动球笼4,::可达35-37°,以前用于转向驱动桥。2)Birfield型(图4-8b)::取消分度杆,::承载能力和耐冲击能力强,效率高,结构紧凑,安装方便,但制造精度高,::广泛应用于独立悬架驱动桥,靠近转向轮一侧3)伸缩型(图4-8c):::传动时,球形壳和星形套可沿轴向相对移动可省去伸缩花键,使构造简单,且轴向移动是通过钢球沿内外滚道滚动实现的,故滑动阻力小,:可达20°:广泛用于独立悬架转向驱动桥,靠近差速器侧,以及断开式驱动桥。四、:靠橡胶弹性元件(盘、快、环形圈)的弹性变形来保证相交两轴间传动不发生干涉。:减少传动系的扭转振动、动载荷和噪声,结构简单,使用