万向节轴承:汽车动力传送的关键部件及其工作原理

日期: 2024-06-15 21:05:54|浏览: 360|编号: 53763

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万向轴承是指利用球式连接实现不同轴之间动力传递的机械结构,是汽车上非常重要的轴承部件。前置前轮驱动汽车省去了驱动轴,万向节安装在前桥半轴与车轮之间,既担负驱动作用,又担负转向作用。前置后轮驱动汽车上,万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间。万向节与驱动轴的组合体称为万向节传动装置。

万向节轴承的工作原理

当主动叉处于垂直位置,且十字平面垂直于主动轴时,主动叉与十字轴连接点和从动叉与十字轴连接点在十字特殊轴承轴线平面上的线速度相等;从动叉在十字轴平面上的速度投影。

因为当采用非独立悬挂式推力滚子轴承架时,条件一很难满足,变速箱与主减速器的相对位置在不断变化,只能尽量减小不均匀转速。

十轴万向节的不均匀转速是指从动轴在一转内转动的角速度不均匀,从动轴时快时慢。若主动轴以恒定的角速度旋转,即有角度时单十字轴万向节传动的不均匀转速。第一万向节两轴的角接触球轴承之间的夹角等于第二万向节两轴之间的夹角。双十字轴万向节实现了两轴之间变速器输出轴与驱动桥输入轴等速传动的条件。当主动叉处于水平位置,十字转盘轴承轴平面垂直于从动轴时,主动叉到十字轴平面的速度投影。第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面。主、从动轴的角速度与轴承系统有关。 两轴间夹角越大,转速越大,传动轴的转速不均匀现象越严重。

万向节轴承的分类

准等速万向节和等速万向推力球轴承万向节

常见的准等速万向节有双连杆式、三叉式等,其工作原理与双十字轴式万向节原理相同,实现等速传动。

双万向节实际上是一套将传动轴长度减至最短的双交叉轴承万向节等速传动装置。双叉相当于两端传动轴与万向节叉在同一平面上。当输出轴与输入轴的交叉角较小时,两轴的角速度可接近相等。两轴轴线在圆弧上的交点非常接近上述垂直中线,使得α1与α2之差很小,因此双万向节又称为准等速万向节。

等速万向节

缺点:压力装配,钢球与弧形槽之间的单位压力大,拆装不方便,磨损快。只有两个钢球传力,换向时,由另两个钢球传力。

球笼式万向节的结构。六个钢球6分别安装在六组内、外滚道形成的空间内,并被保持架4限制在同一平面内。动力由直线运动轴承主动轴1(及星形套)经钢球6传递给球壳8。星形套与主动轴采用内花键联接,其外表面开有六条直线轴承圆弧槽,构成内滚道。球壳8的内表面开有六条相应的圆弧槽,构成外滚道。基本的特殊轴承原理保证万向节在工作过程中,其力传递点始终在两轴线相交的平面上。

球叉式推力滚子轴承万向节。球笼式万向节优点。结构简单,最大允许交叉角32&33&。

球窝接头

优点:两轴间最大夹角为42°,无论传动方向如何,都是六个钢球传递力,与球叉式万向节相比,结构紧凑,承载能力强,拆装方便。

球窝接头

若内、外滚道呈桶形,滑动阻力小,用回转支承消除传动装置中的滑动花键,就成为伸缩球笼式万向节,适用于断开驱动桥。

目前轿车轴承中常用的等速万向节是球笼式万向节,也有球叉式万向节或自由三枢轴万向节。

三销万向轴承接头

优点:可使两相邻轴有较大的交角,可达45°,在转向驱动桥中,可使汽车有较小的转弯半径,提高汽车的机动性。

缺点:占用空间较大。由双万向节演变而来。

柔性万向节

柔性万向节依靠弹性元件的弹性变形来保证两轴传动时不发生机械干涉。

优点:消除制造安装误差及架体变形对传动进口轴承网的影响。吸收冲击,衰减扭转振动。结构简单,不需润滑。一般用于两轴夹角不大于3&,轴向位移较小的万向传动场合。

不等轴承转速万向节

十轴刚性万向节是汽车上广泛使用的一种不等速万向节,两相邻轴之间的深沟球轴承最大夹角为15°~20°,这样当主动轴旋转时,可绕十字轴中心作任意方向摆动,从动轴随之旋转,满足角度和距离同时变化的需要。两个万向节叉孔及外球面轴承分别套在十字轴2的两对轴颈轴承上。十字轴轴颈与万向节叉孔之间装有滚针,滚针轴承外圈由挡圈轴向定位。润滑油可由注油嘴注入单向轴承十字轴轴颈的滚针中。十字轴万向节由十字轴、两个万向节叉和四个滚针组成。为了润滑,十字轴上一般装有注油嘴,并有油路通向轴颈。

十轴刚性万向联轴器结构简单,传动效率高,但当两轴间夹角α不为零时,不能传递恒角速旋转。

双关节万向节

原理:基于双十字轴式万向节实现等速传动的原理。当万向节叉在一定的角度范围内相对万向节轧机轴承叉摆动时,两轴的角速度趋近相等,双十字轴叉也受带动而偏转相应角度,使得两根满滚子轴承十字轴中心线与两万向节叉轴线之间的角度差很小。在允许的差值范围内,双万向节具有准等速万向节轴承性能。

优点:允许轴间夹角较大,工作可靠,结构简单,容易制造,最大夹角可达50°。转向驱动桥多采用双万向节,但结构上必须保证双万向节中心位于主销轴线与半轴轴线的交点处。可不设分度机构,以保证等速传动。

十字轴刚性万向节

根据万向节在扭转方向是否具有明显的弹性,可分为刚性万向节和柔性万向节。刚性万向节又可分为非等速万向节(常用的有十字轴式)、准等速万向节(如双关节万向节)和等速万向节(如直线轴承球保持架万向节)三种。

万向节轴承轴承注意事项

(1)拆卸、运输、贮存过程中应避免碰撞、堆放;

(2)不要利用车辆的惯性启动发动机,避免发生撞击;

(3)避免突然抬起离合器踏板,应平稳换档;

(4)制动车辆时,尽量保持变速箱处于空挡或离合器处于分离状态,以防止变速箱过载;

(5)定期检查中间支撑轴承、十字轴轴承、滑动花键的密封情况,及时更换失效的油封。定期注入润滑脂。为保证万向节各轴承得到充分润滑,必须将润滑油从各轴承油封处挤出。润滑中间支撑轴承时,从前轴承盖通气孔处挤出;

(6)定期检查、紧固传动轴及支承部件各连接螺栓;

(7)定期检查中间支撑轴承直径、轴向间隙,十字轴轴向间隙,十字轴与轴承、轴承与万向节叉孔的配合间隙,滑动花键副的周向间隙;

(8)检查传动轴有无弯曲、凹陷,平衡片有无脱落;

(9)检查发动机、后桥(驱动桥)、中间支撑梁的定位是否符合标准。

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