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1、万向节与传动轴,1,2023/3/28,第六章 万向节与传动轴,2023/3/28,万向节与传动轴,2,万向节传动装置,功用：在轴间夹角和轴的相互位置经常发生变化的转轴之间继续传递动力。组成：万向节 传动轴 中间支承,万向节,中间支承,主传动轴,中间传动轴,驱动桥,2023/3/28,万向节与传动轴,3,万向节传动装置工作演示,2023/3/28,万向节与传动轴,4,应用：1）变速器与驱动桥之间 2）变速器与分动器之间 3）驱动桥的半轴 4）断开式驱动桥的半轴 5）转向轴,万向节与传动轴,5,2023/3/28,第一节 万向节,、连接不同心，有夹角且夹角不断变化的两传动轴（装载机的变速箱输出轴
2、与驱动桥输入轴）（转向驱动桥）、需要传递动力的两轴之间的距离较大，且不同轴，可以用两根传动轴和中间加一万向节来连接。、连接虽然同轴，但由于安装或工作易变形两轴（履式推土机的主离合器与变速箱输入轴）,万向节作用,2023/3/28,万向节与传动轴,6,万向节类型,弹性万向节：依靠弹性元件的弹性变形来适应两传动轴夹角的变化。变形量有限，一般只用在交角不大于50的万向节传动中，工程机械上很少用。刚性万向节：十字轴万向节（不等角速万向节）交角一般为150200等角速万向节：球叉式、球笼式、三销轴式等,2023/3/28,万向节与传动轴,7,一、十字轴式刚性万向节,结构,十字轴,万向节叉,轴承盖,万向节
3、叉,滚针轴承,2023/3/28,万向节与传动轴,8,十字轴式刚性万向节,万向节与传动轴,9,2023/3/28,十字轴润滑油道,油封,油封挡盘,注油嘴,采用橡胶油封，当十字轴内腔油压过大时，多余的润滑油会从橡胶油封内圆表面与轴颈接触处溢出。,2023/3/28,万向节与传动轴,10,十字轴万向节运动分析,如图所示：设原动轴P1的叉面与纸面垂直，从动轴P2的叉面在纸面内；P1的角速1不变，P2在此位置的角速度为2，两轴的夹角为；,则当十字轴与P2轴一起转动时，A点的速度UA=2r则当十字轴与P1轴一起转动时，A点的速度UA=1rcosA点的线速度只能有一个，即2=1cos,2023/3/28,
4、万向节与传动轴,11,当两轴转过900时，P1轴的叉面在纸面内，P2轴的叉面与纸面垂直，设此时P2轴的角速度为2，取B点研究：,UB=1r=2rcos 即2=1/cos1cos21/cos；再转过900，P2轴的速度从2变为2，即P2的角速度为2在22之间变化；传动比为I=1/2=1/cos cos,2023/3/28,万向节与传动轴,12,绘出2/1随主动轴转角1的函数曲线,2023/3/28,万向节与传动轴,13,绘出12随主动轴转角1的变化曲线如下：,1,12,180,=10,0,90,2023/3/28,万向节与传动轴,14,当1=0时，12=0当0 190 时，120，从动轴相对主动
5、轴超前当1=90 时，1=2=90 当90 1180 时，120，主动轴相对从动轴超前当1=180 时，1=2=180，两轴都转过半周；同样，后半周情况相同,1,12,90,180,2023/3/28,万向节与传动轴,15,结 论（单个十字轴万向节）,当两轴夹角和1为常数时，传动比不为常数，而是在cos1/cos间作周期性的变化。即从动轴一周中的角速度不均匀，是瞬时变化的（不等速性）。主、从动轴的转速是相同的，即平均速度相同。（等速性）不等速性，将使从动轴和与从动轴相连的传动部件产生角加速度，从而产生扭转振动，不利于匀速行驶，使用寿命缩短,2023/3/28,万向节与传动轴,16,双万向节传动
6、,（）结构：在主动轴和从动轴间加一中间传动轴，用2个万向节连接实现动力传递,2023/3/28,万向节与传动轴,17,（2）双万向节传动作用、特点、可以布置不相交的转轴（平行、交叉）、可以避免单个万向节传动的不等速性特点：可以实现主从动轴的瞬时传动比始终为1,2023/3/28,万向节与传动轴,18,（3）双万向节实现等速传动的布置要求,、主动轴、从动轴与中间轴的夹角1=2、中间传动轴两端的万向节叉应在同一平面内、应尽量减小1、2，最大角可为30；在实际使用中，1不可能始终等于2，只是近似相等，对单个万向节而言，仍有不等速性,万向节与传动轴,19,2023/3/28,用万向节实现两轴间等角速度
7、传动条件,采用双万向节第一万向节两轴间夹角a1与第二万向节两轴间夹角a2相等。第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同一平面内。,2023/3/28,万向节与传动轴,20,铰接式车架双万向节的布置,2023/3/28,万向节与传动轴,21,铰接式车架万向节的布置,要实现等速传动的条件：（1）、使用双万向节（2）、车架铰点O布置在纵向中心线上（3）、两万向节铰点与O点的距离应相等,2023/3/28,万向节与传动轴,22,三万向节、双传动轴传动,万向节与传动轴,23,2023/3/28,二、等速万向节,原理：传力点永远位于两轴交点O的平分面上,2023/3/28,万向节与传动轴,24,等角速万向
8、节类型,球叉式等角速万向节球笼式等角速万向节三销轴式等角速万向节,万向节与传动轴,25,2023/3/28,1、球笼式等速万向节,钢球,主动轴,星形套（内滚道）,球形壳（外滚道）,外罩,球笼（保持架）,万向节与传动轴,26,2023/3/28,球笼式万向节的等速性,外滚道中心A与内滚道中心B分别位于万向节中心O的两侧，且到O点的距离相等。,星形套内滚道,球笼（保持架）,球形壳（外滚道）,球滚动时，同时以A、B为球心滚动，所以CA=CB,主、从动轴夹角平分面,万向节与传动轴,27,2023/3/28,球笼式万向节特点：,承载能力强，结构紧凑，拆装方便，两轴最大交角为42,万向节与传动轴,28,2
9、023/3/28,2.三销轴式万向节,特点：允许相邻两轴有较大的交角，提高机动性；但所占空间较大。,三销轴,主动偏心轴叉,从动偏心轴叉,止推垫片,轴承座,叉孔中心线与叉轴中心线垂直但不相交,2023/3/28,万向节与传动轴,29,6-2 传 动 轴,一、作用：传递扭矩，一般不承受弯矩。二、结构,2023/3/28,万向节与传动轴,30,结构特点：,空心、壁厚均匀的钢管。（1.54.0mm）（只传递扭矩）采用均质、轻型材料，常用钢板卷制对焊而成（因转速高，离心力大，扭振较大）伸缩节：其长度可随行驶状况而变。传动轴的长度要求能变化（常用滑动叉和花键连接两段传动轴，花键的长度应能保证传动轴在各种工
10、况下既不会脱开，也不会卡死，为减小磨损，产生空隙振动，现多用滚动花键代替滑动花键）安装：注意安装标记，满足动平衡要求。,2023/3/28,万向节与传动轴,31,三、传动轴的临界转速,两端连接万向节的传动轴可看成两端自由支承的轴。当由于质量不均、受自重影响等原因时，轴在旋转时在离心力的作用下会产生横向弯曲振动。当轴的转速等于其弯曲自振频率时，出现共振，使轴的挠度急剧增大甚至折断，把轴的这一转速，称为临界转速。设轴为等截面：用nl表示临界转速，则有,2023/3/28,万向节与传动轴,32,D传动轴外径cm d传动轴内径 cm L支承长度cm，一般取两万向节中心距离由此可知，同样外径的轴，空心轴
11、比实心轴的nl要大。在设计时，应使传动轴的最大转速nmax0.7nl,2023/3/28,万向节与传动轴,33,习 题,1.简述十字轴万向节的不等速性及等速性？2.何为传动轴的临界转速？3.十字轴万向节要实现等速传动的条件？4.铰接式车架的万向节应如何布置，才能实现等速传动？,万向节与传动轴,34,2023/3/28,十字轴刚性万向节的工作特性,单个万向节在输入轴与输出轴之间有夹角的情况下，两轴的角速度不相等。,w1,w2,w1,w2,vA=w1r=w2rcosa,vB=w1rcosa=w2r,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
