第五章萬向傳動裝置

萬向傳動裝置概述萬向節(jié)傳動軸與中間支承萬向傳動裝置的維修萬向傳動裝置的故障診斷第五章萬向傳動裝置2/6/20231第五章萬向傳動裝置

學習目標：1、掌握萬向傳動裝置的功用、組成和使用場合；2、掌握萬向傳動裝置的布置形式及裝配、結(jié)構(gòu)特點；3、掌握萬向節(jié)的功用、種類、構(gòu)造及速度特性；4、掌握傳動軸與中間支撐的構(gòu)造；5、掌握萬向傳動裝置的維護、檢修方法及常見故障的診斷與排除。學習重點1、幾種萬向節(jié)傳動裝置的典型結(jié)構(gòu)形式，汽車上的適用場合；2、單十字軸萬向節(jié)的不等速特性；3、萬向節(jié)的等速特性。2/6/20232在發(fā)動機前置后驅(qū)動的汽車上，變速器常與發(fā)動機、離合器連在一起安裝在車架上，而驅(qū)動橋則通過彈性懸架與車架與車架連接，變速器輸出軸軸線與驅(qū)動橋輸入軸軸線很難重合布置，并且在行駛過程中，彈性懸架受路面而產(chǎn)生振動，使兩軸相對位置經(jīng)常發(fā)生變化。因此，變速器的輸出軸與驅(qū)動橋的輸入軸不能剛性連接，必須采用萬向傳動裝置。第五章萬向傳動裝置萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用萬向傳動裝置演示2/6/20233第一節(jié)萬向傳動裝置概述

一、萬向傳動裝置的作用

萬向傳動裝置用來連接變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸，軸線不重合、夾角和距離經(jīng)常變化的兩軸，并保證可靠地傳遞動力。萬向傳動裝置動畫2/6/20234問題？變速器與驅(qū)動橋的位置差異？變速器固定在車架上，驅(qū)動橋在行駛時由于路面顛簸驅(qū)動橋發(fā)生上下偏移，輸出軸與驅(qū)動橋無法實現(xiàn)剛性連接，采用萬向節(jié)才能解決。2/6/20235

組成:一般由萬向節(jié)和傳動軸等組成。但部分汽車的發(fā)動機與驅(qū)動橋之間距離較遠，需將傳動軸分為兩端，在其中部必須加裝中間支承。

二、萬向傳動裝置的組成萬向節(jié)中間支承主傳動軸中間傳動軸驅(qū)動橋2/6/20236（1）變速器（或分動器）與驅(qū)動橋之間

應(yīng)用實例2/6/20237(2)變速器與離合器或與分動器之間2/6/20238（3）驅(qū)動橋與驅(qū)動輪之間在采用獨立懸架時，還需要在靠近主減速器處也要加萬向節(jié)，滿足左右半軸的跳動條件。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中需要該橋即能滿足車輪轉(zhuǎn)向又能不間斷驅(qū)動力傳遞，因此在車軸靠近車輪處需要采用萬向傳動。非獨立懸架獨立懸架2/6/20239（4）轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)2/6/2023102/6/202311第二節(jié)萬向節(jié)萬向節(jié)是實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸之間變角度傳遞動力的部件。1、剛性萬向節(jié)：在扭轉(zhuǎn)方向沒有彈性，動力靠零件的鉸鏈式連接傳遞。剛性萬向節(jié)種類：

包括不等速萬向節(jié)（如十字軸式萬向節(jié)）、準等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式、三銷軸式等）和等速萬向節(jié)（如球叉式、球籠式、三叉式萬向節(jié)等）三種形式。2、彈性萬向節(jié)：在扭轉(zhuǎn)方向有一定彈性、動力靠彈性零件傳遞、且有緩沖減振作用。2/6/202312萬向節(jié)演示2/6/202313

一、不等速萬向節(jié)最常用的不等速萬向節(jié)是十字軸式萬向節(jié)，其結(jié)構(gòu)簡單，傳動可靠，效率高，且允許兩傳動軸之間有較大的夾角（一般15°—20°），故廣泛應(yīng)用于各類汽車的傳動系統(tǒng)中。1、普通萬向節(jié)(十字軸式剛性萬向節(jié))的結(jié)構(gòu)2/6/202314兩個萬向節(jié)叉的兩對孔通過四個滾針軸承（由滾針8和套筒9組成）分別與十字軸4的兩對軸頸相鉸接。

當主動軸轉(zhuǎn)動時，從動軸既可隨之轉(zhuǎn)動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。

十字軸式剛性萬向節(jié)演示2/6/202315十字軸實物照片2/6/202316介紹幾種十字軸2/6/202317十字軸潤滑油道2/6/202318十字軸式剛性萬向節(jié)2/6/2023192/6/202320特性：單個萬向節(jié)在輸入軸與輸出軸之間有夾角的情況下，

兩軸的角速度不相等。2、十字軸式萬向節(jié)的速度特性2/6/202321雙萬向節(jié)實現(xiàn)等速條件：1）第一萬向節(jié)兩軸間夾角a1與第二萬向節(jié)兩軸間夾角a2相等。2）第一萬向節(jié)從動叉與第二萬向節(jié)主動叉處于同一平面內(nèi)。實現(xiàn)兩軸間等角速度傳動措施2/6/202322原理： 雙萬向節(jié)等速傳動。二、準等速萬向節(jié)1.雙聯(lián)式萬向節(jié)優(yōu)點：允許有較大的軸間夾角，軸承密封性好、效率高、制造工藝簡單、加工方便、工作可靠等。多用于越野汽車。2/6/2023232/6/2023242.三銷軸式萬向節(jié)

優(yōu)點：允許相鄰兩軸間有較大的夾角，用于一些越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。2/6/202325三、等速萬向節(jié)1、等速原理：

在結(jié)構(gòu)上保證萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點永遠位于主從動軸交線O的平分面上。廣泛應(yīng)用的主要有球叉式萬向節(jié)和球籠式萬向節(jié)。在P點處兩齒輪的圓周速度是相等的。2/6/2023262、常用的等速萬向節(jié)（1）固定型球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)）

主要部件：球形殼（外滾道）、傳動鋼球、保持架（球籠）、行星套（內(nèi)滾道）等。2/6/202327特點：在傳遞轉(zhuǎn)矩的過程中，主從動軸之間只能相對轉(zhuǎn)動、不會產(chǎn)生軸向位移。2/6/202328（2）伸縮型球籠式萬向節(jié)（VL節(jié)）特點：在傳遞轉(zhuǎn)矩的過程中，主從動軸之間不僅能相對轉(zhuǎn)動，而且可以產(chǎn)生軸向位移。

2/6/202329RF節(jié)VL節(jié)固定型球籠式萬向節(jié)（RF節(jié)）伸縮型球籠式萬向節(jié)（VL節(jié)）等速萬向節(jié)——球籠式等速萬向節(jié)2/6/202330（3）球叉式萬向節(jié)

球叉式萬向節(jié)等角速傳動的特點是，鋼球中心P（即傳力點）始終位于兩軸交角的平分面內(nèi)。

2/6/202331四、撓性萬向節(jié)撓性萬向節(jié)依靠其中彈性件的彈性變形來保證在相交兩軸間傳動時不發(fā)生機械干涉。撓性萬向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大和只有微量軸向位移的萬向傳動。2/6/202332撓性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)：彈性連接件1-螺絲2-橡膠3-中心鋼球4-黃油嘴5-傳動凸緣6-球座特點：

依靠彈性元件的彈性變形以適應(yīng)變交角兩軸間的傳動。

2/6/202333撓性萬向節(jié)2/6/202334第三節(jié)傳動軸與中間支承一、傳動軸結(jié)構(gòu)：

有實心軸和空心軸之分、壁厚均勻的鋼管（1.5~3.0mm）；伸縮節(jié)：長度可隨行駛狀況而變化；安裝：注意安裝標記，滿足動平衡要求。2/6/202335傳動軸的作用：

傳動軸是萬向傳動裝置中的主要傳力部件。通常用來連接變速器（或分動器）和驅(qū)動橋，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋中，則用來連接差速器和驅(qū)動車輪。轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、斷開式驅(qū)動橋、和微型汽車的傳動軸通常制成實心軸。2/6/202336在有一定距離的兩部件之間采用萬向傳動裝置傳遞動力時，一般需要在萬向節(jié)之間安裝傳動軸。2/6/202337

1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬向節(jié)叉；5-加油嘴；6-伸縮套；7-滑動叉；8-油封；9-油封蓋；10-傳動軸管

若兩部件之間的距離會發(fā)生變化，而萬向節(jié)又沒有伸縮功能時，則還要將傳動軸做成兩段，用滑動花鍵相連接（如圖所示）。2/6/202338傳動軸動平衡問題：

傳動軸在高速旋轉(zhuǎn)時，任何質(zhì)量的偏移都會導致劇烈振動。廠家在把傳動軸與萬向節(jié)組裝后，都進行動平衡。經(jīng)過動平衡的傳動軸兩端一般都點焊有平衡片，拆卸后重裝時要注意保持二者的相對角位置不變。2/6/202339

在傳動距離較長時，往往將傳動軸分段，即在傳動軸前增加帶中間支承的前傳動軸。1-變速器；2-中間支承；3-后驅(qū)動橋；4-后傳動軸；5-球軸承；6-前傳動軸2/6/202340二、中間支承中間支承的作用：

1、中間支承通常裝在車架橫粱上，能補償傳動軸軸向和角度方向的安裝誤差，以及汽車行駛過程中因發(fā)動機竄動或車架變形等引起的位移。

2、中間支承常用彈性元件來滿足上述要求，它主要由軸承、帶油封的蓋、支架、彈性元件等組成。2/6/202341

下圖為一種中間支承結(jié)構(gòu)，是一個通過支承座3和緩沖墊2安裝在車身（或車架）上的軸承，用來支承傳動軸的一端。1-滾球軸承；2-中間軸承緩沖墊；3-支承座

橡膠緩沖墊2可以補償車身（或車架）變形和發(fā)動機振動對于傳動軸位置的影響。橡膠墊式中間支承特點：利用橡膠墊的彈性作用適應(yīng)安裝誤差和行駛中出現(xiàn)的位移，并且可吸收振動和減小噪聲。2/6/202342東風EQ1090汽車中間支承2/6/202343擺動式中間支承特點：中間傳動軸可以通過擺臂繞支承軸擺動，支承軸和擺臂下端均有橡膠襯套，可以改善軸承受力。2/6/2023442/6/202345。

第四節(jié)萬向傳動裝置的維修

萬向傳動裝置在使用過程中會出現(xiàn)各種損傷，尤其是那些傳動軸管長度大、工作條件惡劣、潤滑條件極差、行駛在不良的道路上的汽車。沖擊載荷的峰值往往會超過正常值的一倍以上，以致造成萬向傳動裝置的彎曲、扭轉(zhuǎn)和磨損逾限，產(chǎn)生振動異響等故障，破壞萬向傳動裝置的動平衡特性、速度特性，使萬向傳動裝置技術(shù)狀況變差，傳動效率降低，從而影響汽車的動力性和經(jīng)濟性。2/6/202346一、萬向傳動裝置的維護

（一）一級維護：進行潤滑和緊固作業(yè)

1、對萬向節(jié)的十字軸、傳動軸滑動叉、中間支承軸承等加注潤滑脂(通常為鋰基2號潤滑脂)。

2、檢查傳動軸各部螺栓和螺母的緊固情況，特別是萬向節(jié)叉突緣連接螺栓和中間支承支架的固定螺栓等，應(yīng)按規(guī)定的力矩擰緊。2/6/202347（二）二級維護：檢查十字軸軸承的間隙。

1、十字軸軸承的配合應(yīng)用手不能感覺出軸向移動量。

2、傳動軸中間支承軸承，應(yīng)檢查其是否松曠及運轉(zhuǎn)中有無異響，當其徑向松曠超過規(guī)定或拆檢軸承出現(xiàn)黏著磨損時，應(yīng)更換中間支承軸承。圖中間支承十字軸軸承配合間隙的檢查錯誤2/6/202348

（三）拆卸傳動軸注意事現(xiàn)

拆卸傳動軸前，應(yīng)在每個萬向節(jié)叉的突緣上做好標記，以確保作業(yè)后的原位裝復，否則極易破壞萬向傳動裝置的平衡性，造成運轉(zhuǎn)噪聲和強烈振動。傳動軸拆卸前的標記

2/6/202349

拆卸傳動軸時，應(yīng)從傳動軸后端與驅(qū)動橋連接處開始，先將與后橋突緣連接的螺栓擰松取下，然后將與中間傳動軸突緣連接的螺栓擰下，拆下傳動軸總成。接著，松開中間支承支架與車架的連接螺栓，最后松下前端突緣盤，拆下中間傳動軸。維護后的傳動軸按記號原位裝復。

2/6/202350

傳動軸的主要損傷形式有彎曲、凹陷或裂紋等，主要檢修以下幾個方面：

(1)傳動軸軸管不得有裂紋及嚴重的凹癟，否則應(yīng)更換傳動軸。

1、傳動軸

二、萬向傳動裝置的檢修2/6/202351傳動軸彎曲程度檢查(2)檢查傳動軸彎曲程度

如圖所示用V形鐵架起傳動軸，使其水平，而后旋轉(zhuǎn)，用百分表在軸的中間部位測量。徑向全跳動公差應(yīng)符合表中（翻頁）的規(guī)定，否則應(yīng)更換或校正傳動軸（轎車傳動軸徑向全跳動公差應(yīng)比表中相應(yīng)減小0.2mm）。2/6/202352傳動軸軸管的徑向全跳動公差（mm）十字軸承的配合間隙（mm）

軸長≤600600～1000＞1000徑向全跳動公差0.60.81.0十字軸軸頸直徑≤1818～23＞23最大配合間隙符合原廠規(guī)定0.100.142/6/202353

(3)檢查中間傳動軸支承軸頸的徑向圓跳動公差不應(yīng)超過0.10mm，否則應(yīng)更換或鍍鉻修復或予以更換。徑向圓跳動公差2/6/202354

(4)檢查傳動軸花鍵與滑動叉花鍵、突緣叉與所配合花鍵的間隙：轎車應(yīng)不大于0.15mm，其他類型的汽車應(yīng)不大于0.30mm，裝配后應(yīng)能滑動自如。若超過限值，則應(yīng)更換傳動軸或滑動叉。2/6/2023552．萬向節(jié)叉、十字軸及軸承

(1)檢查萬向節(jié)叉和十字軸不得有裂紋，否則應(yīng)更換。

(2)檢查十字軸頸表面，若有疲勞剝落，磨損溝槽或滾針壓痕深度在0.10mm以上時，應(yīng)換新。(3)檢查出滾針軸承的油封失效、滾針斷裂、軸承內(nèi)圈有疲勞剝落時，應(yīng)換新。(4)檢查十字軸與軸承的最小配合問隙應(yīng)符合原廠規(guī)定，最大配合問隙應(yīng)符合表4-2的規(guī)定。

(5)檢查十字軸及軸承裝入萬向節(jié)叉后的軸向間隙，剖分式軸承孔為0.10～0.50mm，整體式軸承孔O.02～O.25mm，轎車為0～O.05mm。2/6/2023562/6/2023573．中間支承

中間支承的常見故障是橡膠老化和軸承磨損所引起的振動和異響等。

(1)檢查中間支承軸承的旋轉(zhuǎn)是否靈活，油封和橡膠襯墊是否損壞，否則應(yīng)更換。

(2)拆下中間支承前，可以在中間支承周圍搖動傳動軸，檢查中間支承軸承的松曠程度，分解后可進一步檢查軸承的軸向和徑向間隙應(yīng)符合原廠規(guī)定。中間支承經(jīng)使用磨損后，需及時檢查和調(diào)整，以恢復其良好的技術(shù)狀況。2/6/202358橡膠墊式中間支承2/6/2023591-變速器；2-中間支承；3-后驅(qū)動橋；4-后傳動軸；5-球軸承；6-前傳動軸帶有中間支承的前、后傳動軸2/6/202360

傳動軸管焊接組合件經(jīng)修理后，原有的動平衡已不復存在。因此，傳動軸管焊接組合件（包括滑動套）應(yīng)重新進行動平衡試驗，傳動軸兩端任一端的動不平衡量：轎車應(yīng)不大于lOg·cm，其他車型應(yīng)不大于下表中的規(guī)定。傳動軸管焊接組合件的平衡可在軸管的兩端加焊平衡片，每端最多不得多于3片。

傳動軸軸管焊接件的允許動不平衡量（g.cm）傳動軸軸管外徑≤5858～80＞90允許動不平衡量30501004．傳動軸管焊接組合件2/6/202361

1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬向節(jié)叉；5-加油嘴；6-伸縮套；7-滑動叉；8-油封；9-油封蓋；10-傳動軸管。用滑動花鍵相連接的傳動軸2/6/202362三、萬向傳動裝置的裝配

萬向傳動裝配時，應(yīng)注意裝配位置對其傳動速度特性的影響，裝配時應(yīng)注意以下問題：(1)清潔零件待裝零件應(yīng)徹底清洗，特別是十字軸的油道、軸頸和滾針軸承，最好用清潔的煤油清洗后，再用壓縮空氣吹干。裝配時，在軸頸和軸承上涂適量的潤滑脂；應(yīng)避免磕碰，并注意傳動軸管兩端點焊的平衡片是否脫落。(2)核對零件的裝配標記應(yīng)認真校對十字軸及萬向節(jié)叉、十字軸及短傳動軸和滑動叉及花鍵軸管等的裝配標記，按原標記裝配。2/6/202363(3)十字軸的安裝十字軸上的潤滑脂嘴要朝向傳動軸以便注油；兩偏置油嘴應(yīng)間隔180°，以保持傳動軸的平衡。(4)中間支承的安裝將中問支承軸承對正后壓入中間傳動軸的花鍵突緣內(nèi)。緊固中間支承的前后軸蓋上的三個緊固螺栓時，應(yīng)支起后輪，邊轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪邊緊固，以便自動找正中心；(5)加注潤滑脂用油槍加注汽車通用的鋰基2號或二硫化鉬鋰基脂。注油時，既要充分又不過量，以從油封刃口處或中間支承的氣孔能看到有少量新潤滑脂被擠出為宜。2/6/202364第五節(jié)萬向傳動裝置常見故障診斷

萬向傳動裝置由于經(jīng)常受汽車在復雜道路上行駛的影響，使傳動軸在其角度和長度不斷變化的情況下傳遞轉(zhuǎn)矩，因此常出現(xiàn)傳動軸動不平衡、萬向節(jié)與中間支承松曠、發(fā)響甚至會引起飛輪殼的破裂等故障。

一、傳動軸動不平衡與異響

1、故障現(xiàn)象在萬向節(jié)和伸縮叉技術(shù)狀況良好時，汽車行駛中發(fā)出周期性的響聲；速度越高響聲越大，甚至伴隨有車身振動，握轉(zhuǎn)向盤的手感覺麻木。2/6/2023652、故障原因①傳動軸上的平衡塊脫落。②傳動軸彎曲或傳動軸管凹陷。③傳動軸管與萬向節(jié)叉焊接不正或傳動軸未進行過動平衡試驗和校準。④伸縮叉安裝錯位，造成傳動軸兩端的萬向節(jié)叉不在同一平面內(nèi)，不滿足等角速傳動條件。⑤中間支承吊架固定螺栓松動或萬向節(jié)凸緣盤連接螺栓松動，使傳動軸偏斜。

2/6/2023663、故障診斷與排除①檢查傳動軸管是否凹陷，有凹陷，則故障由此引起；無凹陷，則繼續(xù)檢查。②檢查傳動軸管上的平衡片是否脫落，如脫落，則故障由此引起；否則繼續(xù)檢查。③檢查伸縮叉安裝是否正確，不正確，則故障由此引起；否則繼續(xù)檢查。④拆下傳動軸進行動平衡試驗，動不平衡，則應(yīng)校準以消除故障。彎曲應(yīng)校直。⑤檢查中間支承吊架固定螺栓和萬向節(jié)凸緣盤連接螺栓是否松動，若有松動，則異響由此引起，應(yīng)緊固。

2/6/202367二、萬向節(jié)、伸縮叉松曠及異晌1、故障現(xiàn)象在汽車起步和突然改變車速時，傳動軸發(fā)出“吭”的響聲；在汽車緩行時，發(fā)出“咣當、咣當”的響聲。2、故障原因①萬向節(jié)凸緣盤連接螺栓松動。

②萬向節(jié)主、從動部分游動角度太大。③萬向節(jié)軸承、十字軸磨損嚴重。

④萬向節(jié)、伸縮叉磨損松曠。2/6/2023683、故障診斷與排除①用榔頭輕輕敲擊各萬向節(jié)凸緣盤連接處，檢查其松緊度。太松曠則故障由連接螺栓松動引起，否則繼續(xù)檢查。②用雙手分別握住萬向節(jié)、伸縮叉的主、從動部分轉(zhuǎn)動，檢查游動角度。萬向節(jié)游動角度太大，則異響由此引起；伸縮叉游動角度太大，則異響由此引起。2/6/202369三、中間支承松曠

1、故障現(xiàn)象

汽車運行中出現(xiàn)一種連續(xù)的“嗚嗚”響聲，車速越高響聲越大。

2、故障原因①滾動軸承缺油燒蝕或磨損嚴重。

②中間支承安裝方法不當，造成附加載荷而產(chǎn)生異常磨損。③橡膠圓環(huán)損壞。

④車架變形，造成前后連接部分的軸線在水平面內(nèi)的投影不同線而產(chǎn)生異常磨損。2/6/202370

3、故障診斷與排除①給中間支承軸承加注潤滑脂，響聲消失，則故障由缺油引起；否則繼續(xù)檢