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1、2022/9/21汽车底盘构造与维修（第4版）全国交通运输职业教育教学指导委员会周林福 封建国“十二五十二五”职业教育国家规划教材职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定经全国职业教育教材审定委员会审定 组织编写主 编2022/9/21汽车底盘总体构造离合器手动变速器自动变速器万向传动装置单元一单元二单元三单元四单元五单元六单元七单元八驱动桥汽车行驶系统汽车转向系统单元九汽车制动系统 单元五 万向传动装置 概述 万向节 传动轴与中间支承万向传动装置的维修12345万向传动装置的故障诊断知识目标1.简述万向传动装置的功用、组成和应用；2.简述万向节的功用、类型、构造及速度特性;3.正
2、确描述万向传动装置的布置形式及装配特点;4.正确描述传动轴与中间支承的构造。能力目标1.会分析万向传动装置常见故障的产生原因，能排除故障；2.会做万向传动装置的一、二级维护，检修与装配工作。学习目标概述.万向传动装置的功用及组成 在发动机前置后轮驱动的汽车上，变速器常与发动机、离合器连在一起安装在车架上，而驱动桥则通过弹性悬架与车架连接，变速器输出轴轴线与驱动桥输入轴轴线很难布置为重合，并且在行驶过程中，弹性悬架受路面冲击而产生振动，使两轴相对位置经常发生变化。因此，变速器的输出轴与驱动桥的输入轴不能刚性连接，必须采用万向传动装置。万向传动装置的功用是能在轴间夹角及相互位置经常发生变化的转轴之
3、间传递动力。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。1.2 万向传动装置在汽车上的应用 万向传动装置在汽车上的应用主要有几个方面:()变速器(或分动器)与驱动桥之间(如图所示）。()越野汽车变速器与分动器之间:为了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递的影响，须装有万向传动装置。()汽车的转向驱动桥中:汽车的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中:主减速器壳在车架上是固定的，桥壳是上下摆动的，半轴是分段的，须用万向节。()汽车的转向操纵机构中
4、: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。万向节 万向节按其速度特性分为普通万向节、准等速万向节和等速万向节。按其刚度大小，可分为刚性万向节和柔性万向节。.普通万向节 普通万向节又称十字轴式刚性万向节，如图所示，它是目前汽车传动系统中应用最广的一种万向节，它允许相邻两轴在最大交角为 的情况下工作。2022/9/21.构造 万向节叉上的孔分别套在十字轴的 个轴颈上。当主动叉转动时，从动叉随之转动，同时又绕十字轴中心在任意方向摆动，在十字轴轴颈与万向节叉孔之间装有滚针和套筒，采用滚针轴承，是为了减小摩擦损失。提高传动效率，用带有锁片的螺钉和轴承盖来将套筒固定在万向节叉上，进行轴
5、向定位，为了减小摩擦、润滑轴承，十字轴内钻有油道，如图所示，且与注脂嘴、安全阀相通。.普通万向节的速度特性 当十字轴式刚性万向节的主动叉是等角速转动时，从动叉是不等角速的，其运动情况用下图来分析。假设主动叉轴以等角速 旋转，当万向节处于图)所示位置时，点的瞬时圆周速度为:所以:/此时 当主动叉轴转过 至图)所示位置时,十字轴上 点的瞬时圆周速度为:所以:此时 1 从动叉轴不等速程度随轴间夹角 的加大而加大,而主、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,所谓不等速是指在转动一圈内的角速度而言。2022/9/21.准等速万向节和等速万向节 转向驱动桥和独立悬架的驱动桥，因受轴向尺寸
6、限制、转向轮偏转角大等原因，两个普通万向节传动装置难以适应，故采用各种形式的准等速和等速万向节。.准等速万向节 准等速万向节是根据两个普通万向节实现等速传动的原理制成的，常见的有双联式和三销式万向节。()双联式万向节。它实际上是一套传动轴长度减缩至最小的双万向节传动装置。如图 所示的双联叉相当于两个在同一平面内的万向节叉。2022/9/21()三销轴式万向节。三销轴式万向节是由双联式万向节演变而来的准等速万向节。如图所示。由 个偏心轴叉和 个三销轴以及 个滑动轴承和密封件等组成。2022/9/21.等速万向节 等速万向节的基本原理是传力点永远位于两轴交点的平分面上。如图 所示是等速万向节的工作
7、原理图。两个大小相同锥齿轮的接触点 位于两齿轮轴线交角 的平分面上，由 点到两轴的垂直距离都等于。点处两齿轮的圆周速度相等。两齿轮的角速度也相等。可见，若万向节的传力点在其交角变化时，始终位于两轴夹角的平分面上，就能保证等速传动。()球笼式等速万向节。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 条弧形凹槽滚道，球形壳的内表面有相应的 条凹槽，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。2022/9/21()组合式等速万向节。如图所示，球叉上的 个直槽与 个传力球配合传力，个球销制成一体，并分别定位在球笼上；连接卡簧上的 个爪分别卡入球叉的 个菱形槽内，以防止球笼脱离球叉
8、。中心球座在弹簧作用下，始终与球叉内凹面接触，起到定心作用。2022/9/21.柔性万向节 柔性万向节如图所示，它依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉。弹性件采用橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈等结构。因弹性件的弹性变形有限，故柔性万向节适用于两轴间夹角不大()和微量轴向位移的万向传动装置。2022/9/21传动轴与中间支承.传动轴.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。.构造 传动轴通常是一壁厚均匀的管轴，传动轴有实心轴和空心轴之分，为了减轻传动轴的质量，节省材料
9、，提高轴的强度、刚度及临界转速，传动轴多为空心轴，一般用厚度为.且厚薄均匀的钢板卷焊而成，超重型货车则直接采用无缝钢管，转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的传动轴通常制成实心轴。2022/9/21.布置形式及万向节的装配特点 因驱动桥与车架是弹性连接的，因此普通万向传动装置不可能在任何情况下都保证等速传动，考虑到满载时传动系统负荷已很大，应尽量消除由于不等速传动产生的惯性附加荷载，轻载或空载时传动系统的负荷小，质量小，惯性冲击附加负荷也小，角速度差不大，可由传动系统的弹性变形来吸收，下面介绍的传动轴的几种排列方法，一般是基于汽车满载在水平路面行驶时，近似等速的情况。.越野汽车的传动轴 越野汽车
10、传动轴的布置包括从变速器到分动器，又从分动器到各驱动桥，如图所示。后桥传动轴分为中间传动轴和主传动轴，中间支承装在中驱动桥上。2022/9/21.普通汽车传动轴()单节式传动轴。普通汽车最简单的传动轴只有一节，其两端用普通万向节分别与变速器和驱动桥连接。装配时传动轴两端的万向节叉在同一平面内就能保证满载时实现等速传动。()双节式传动轴。如图所示，传动轴分为两段，即中间传动轴和主传动轴，与 个万向节组成万向传动装置，其装配方法有两种:某些汽车变速器输出轴与中间传动轴不在一条直线上，当汽车满载时两节传动轴近似在一直线上，中间万向节不起改变角速度的作用，前端万向节从动叉与后端万向节主动叉在同一平面内
11、即满足等速传动的条件(图)。有些汽车的中间传动轴与变速器输出轴近似在一条直线上，只要主传动轴满足等速传动条件即可(图)2022/9/21.三节式传动轴 某些汽车的轴距长，传动轴制成三节，如图所示，以提高其刚度。前两节为中间传动轴，分别用中间支承于车架。每节传动轴两端的万向节叉都应分别在同一平面内。2022/9/21.中间支承 双节式传动轴的中间支承通常装在车架横梁上，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。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。如图中的中间支承由支架和轴承等组成，双排锥轴承固定在中
12、间传动轴后部的轴颈上，带油封的轴承盖之间装有弹性元件橡胶垫环，用 个螺栓紧固。2022/9/21.断开式驱动桥的万向传动装置 有的轿车和越野汽车采用断开式驱动桥和独立悬架，其主减速器壳体固定在车架或车身上，车轮可随悬架的变形作上下摆动，故在车轮和主减速器间需用万向传动装置，如图所示。2022/9/21万向传动装置的维修 在使用过程中，汽车轴距长，传动轴制成多节，工作条件恶劣，润滑条件差，行驶在不良的道路上，冲击荷载的峰值往往会超过正常值的一倍以上，万向传动装置不仅要在高速下承受较大的转矩和冲击负荷，还要适应车辆在行驶中随着悬架的变形，传动轴与变速器输入轴及主减速器输出轴之间的夹角的不断变化，传
13、动轴的长度也会随着悬架的变形而变形，使伸缩节不断滑磨。万向传动装置在汽车的底部，泥土、灰尘极易侵入各个机件，在这些情况下，万向传动装置会出现各种耗损，造成传动轴的弯曲、扭转和磨损逾限，产生振动、异响等故障，破坏万向传动装置的动平衡特性、速度特性，传动效率降低，使万向传动装置技术状况变坏，从而影响汽车的动力性和经济性。2022/9/21.万向传动装置的维护 乘用车一级维护时应进行润滑和紧固作业。对传动轴的十字轴、传动轴滑动叉、中间支承轴承等加注润滑脂(通常为锂基 号润滑脂)；检查传动轴各部螺栓和螺母的紧固情况，特别是万向节叉凸缘连接螺栓和中间支承支架的固定螺栓等，应按规定的力矩拧紧。二级维护时，
14、应按图所示的方法检查传动轴十字轴轴承的间隙。2022/9/21.万向传动装置的检修.传动轴传动轴轴管的损伤形式有裂纹、严重凹瘪。传动轴轴管全长上的径向圆跳动公差应符合下表的规定。.万向节叉、十字轴及轴承 万向节叉和十字轴的损伤形式有裂纹、磨损等。当十字轴轴颈表面有疲劳剥落、磨损沟槽或滚针压痕深度在.以上时，应更换。当滚针轴承的油封失效、滚针断裂、轴承内圈有疲劳剥落时，应更换。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下表的规定。2022/9/21.中间支承 中间支承的常见损伤形式是橡胶老化、轴承磨损所引起的振动和异响等。中间支承的橡胶垫环开裂、油封磨损过甚而失效、轴承松旷或内
15、孔磨损严重时，均应更换新的中间支承。中间支承轴承经使用磨损后，需及时检查和调整，使其恢复良好的技术状况。以解放 型汽车为例，其传动系统中间支承为双列圆锥滚子轴承，有 个内圈和 个外圈，内圈中间有 个隔套，供调整轴向间隙用。2022/9/21.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.;其他车型应不大于下表的规定。.等速万向节 等速万向节常见的损伤形式是球形壳、球笼、星形套及钢球的凹陷、磨损、裂纹、麻点等。如有则更换。检查防护罩是否有刺破、撕裂等损坏现象，如有则更
16、换。2022/9/21万向传动装置的故障诊断 万向传动装置由于经常受汽车在复杂道路上行驶的影响，使传动轴在其角度和长度不断变化情况下传递转矩，常见的故障有传动轴振动、噪声，起动撞击及滑行异响等。产生这些故障的原因是零件的磨损、动平衡被破坏、材料质量不佳和加工缺陷等。.传动轴噪声.现象 汽车在行驶过程中，传动轴产生振动并传递给车身，引起车身振动和噪声，握转向盘的手感觉麻木，其振动一般和车速成正比。.原因及故障诊断1.传动轴动不平衡 2.传动轴弯曲、扭转变形3.万向节松旷、异响、严重磨损 4.变速器输出轴花键齿磨损严重5.中间支承松旷、磨损2022/9/21.起动撞击和滑行异响原因及排除方法:万向节产生磨损或损伤，应更换零件。变速器输出轴花键磨损，应修理或更换相关零件。滑动叉花键磨损、损伤，应更换零件。传动轴连接部位松动，拧紧螺栓即可消除故障。谢谢观看！