汽车底盘构造与维修教案——万向传动装置

教案

课程名称：汽车底盘构造与维修

任课教师 授课班级 授课时间 课次 课 题 第五章 万向传动装置 理课型 论课 教学方法 课件讲授、实物讲解 教学目的 1、具备识别万向传动装置类型的能力 2、具备理解万向传动装置理论基础的能力 教学重点 1、十字轴万向节结构及工作特点 2、等速球笼式万向节结构及工作特点 教学难点 万向节的传动理论分析 1．万向传动装置有何功用？都应用在哪些场合？ 课后作业 2．分析十字轴刚性万向节的不等速性。 3．简单分析球笼式等速万向节的运动过程。 4．简述中间支承的功用，并例举几个应用类型。 课堂反馈 1

课 次 教 学 内 容 教 学 内 容 一、万向传动装置的概述 1、万向传动装置的功用及组成 1）万向传动装置的功用是能在轴间夹角和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。 2）万向传动装置主要由万向节、传动轴组成。对于传动距离较远的分段式传动轴，为了提高传动轴的刚度，还设置有中间支承。 2、万向传动装置的应用 ·万向传动装置在汽车上的应用主要有以下几个方面： 1）变速器与驱动桥之间 ·一般汽车的变速器、离合器与发动机三者合为一体装在车架上，驱动桥通过悬架与车架相连。在负荷变化及汽车在不平路面上行驶时引起的跳动，会使驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化。 备 注 2）越野汽车变速器与分动器之间 ·为消除车架变形及制造、装配误差等引起的其轴线同轴度误差对动力传动的影响，须装有万向传动装置。 ·要求学生了解万向传动装置的功用及其在汽车上的应用 3）转向驱动桥 ·汽车转向驱动桥的半轴是分段的，转向时两段半轴轴线相交且交角变化，因此要用万向节。 ·断开式驱动桥的半轴，主减速器壳在车架上是固定的，两端桥壳上下摆动，半轴是分段的，须用万向节。 2

4）转向轴 ·某些汽车的转向轴装有万向传动装置，有利于转向机构的总体布置。 二、万向节 ·万向节按其速度特性分为不等速万向节（普通十字轴式万向节）、准等角速万向节（双联式、三销轴式等）和等角速万向节(球笼式、组合式等)。 ·万向节按其刚度大小，可分为刚性万向节和柔性万向节。 1、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15°～20°。 要求学生理解掌握不等速万向节（十字轴万向节）的结构及工作特点 （1）十字轴万向节构造 ·固装在两轴上的万向节叉上的孔，分别套在十字轴的四个轴颈上。在十字轴轴颈与万向节叉孔之间装有滚针和套筒，并用带有锁片的螺钉和轴承盖使之轴向定位。为了润滑轴承，十字轴内钻有油道，且与滑脂嘴、安全阀相通。 （2）速度特性：当十字轴式刚性万向节的主动叉是等角速度转动时，从动叉是不等角速度的。 可利用实物演示的方式，重点讲解不等速万向节（十字轴万向节）的结构及其速度特性。 3

·当主动叉轴1以等角速度旋转时，从动叉轴是不等角速度的，叉轴2的角速度在最大值和最小值之间来回变化，周期为180°；叉轴2的不等速的程度随轴间夹角的加大而加大。 ·主、从动轴的平均转速是相等的，即主动轴转一圈从动轴也转一圈。 ·不等速是指在转动一圈内的角速度而言 ·单个普通万向节的不等速性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，影响零部件的使用寿命。 （3）改进方式 ·为实现等角速传动，可将两个普通十字轴式刚性万向节按一定的排列方式安装。满足下述两个条件，输出轴与输入轴的角速度就相等。 ①第一个万向节的从动叉和第二个万向节的主动叉与传动轴相连，且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。 2、准等速万向节 1）双联式万向节 ·实际上是一套传动轴长度缩减至最小的双万向节传动装置 ·双联叉相当于两个在同一平面内的万向节叉 4

2）三销轴式万向节 ·由双联式万向节演变而来 ·由两个偏心轴叉、两个三销轴以及六个滑动轴承和密封件组成 ·每一偏心轴叉的两叉孔通过轴承和一个三销轴大端的两轴颈配合 ·两个三销轴的小端互相插入对方的大端轴承孔内，形成三根轴线 ·传递扭矩时，由主动偏心轴叉经三轴线传递到从动偏心轴叉 ·三销式万向节的最大特点是允许相邻两轴有较大的夹角，最大可大450。 ·采用此万向节的转向驱动桥可使汽车获得较小的转弯半径 3、等速万向节 ·利用球笼式等速万向节在汽车上的应用实例重点讲解 ： 重点介绍： ·要求学生理 5

·基本原理：传力点永远位于两轴交点的平分面上 ·等速万向节常见结构型式有球笼式、球叉式、组合式 （1）球笼式等速万向节 解掌握球笼式等速万向节的结构及工作特点 ·如图所示，星形套与主动轴用花键固接在一起，星形套外表面有六条弧形凹槽滚道，球形壳的内表面有相应的六条凹槽，六个钢球分别装在各条凹槽中，由球笼使其保持在同一平面内。 ·动力由主动轴、钢球、球形壳输出。 ·有的万向节采用直槽滚道，使万向节本身可以轴向伸缩，省去其他万向传动中的滑动花键，且滚动阻力小，适合于断开式驱动桥。 ·球笼式万向节工作时六个钢球都参与传力，故承载能力强、磨损小、寿命长。它被广泛应用于各种型号的转向驱动桥和独立悬架的驱动桥。 2）球叉式万向节 ·球叉式等速万向节主要由主动叉、从动叉、四个传力钢球和一个中心钢球组成。 6

·球叉式万向节的两轴的夹角无论如何变化，传力钢球中心一定处于两圆弧滚道的交点处，亦即处在两轴交角的平分面上，等速传动。 3）组合式万向节 ·结构：球叉的三个直槽与三个传力球相配合，三个球销制成一体，分别定位在球笼上。连接卡簧防止球笼脱离球叉，在弹簧作用下，中心球座1始终与球叉的内凹面接触，起起定心作用。 ·万向节工作时，动力由半轴输入，经球叉、传力球、球销，最后经球笼输出。结构较紧凑。 三、传动轴和中间支承 1、传动轴 1）功用 ·传动轴是万向传动装置中的主要传力部件。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。 2）构造 ·壁厚均匀的轴管 ·传动轴过长，易共振，将其分成两段并加中间支承 ·两端焊接的花键轴和万向节叉组成 ·滑动花键连接，以实现传动轴长度的变化 ·用平衡片修补平衡量 7

2、中间支承 1）中间支承通常装在车架横粱上，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因发动机窜动或车架变形等引起的位移。 2）中间支承常用弹性元件来满足上述要求，它主要由轴承、带油封的盖、支架、弹性元件等组成。

归纳小结： ·万向传动装置是汽车传动系中的重要组成部分，是传递动力所必须的组成装置，在各类汽车都得到广泛的应用。 ·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 8