基本介紹
- 中文名：萬向節
- 外文名：universal joint
- 分類：等速、準等速、等速萬向節
- 作用：改變動力傳遞方向
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剛性萬向節分類
剛性萬向節
萬向節在扭轉方向上無明顯彈性的萬向節。可分為不等速萬向節、準等速萬向節、等速萬向節。
①不等速萬向節。萬向節連線的兩軸夾角大於零時，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時角速度比傳遞運動，但平均角速度相等的萬向節。
萬向節
萬向節十字軸式剛性萬向節由萬向節叉、十字軸、滾針軸承、油封、套簡、軸承蓋等件組成。工作原理為：轉動叉中之一則經過十字軸帶動另一個叉轉動，同時又可以繞十字軸中心在任意方向擺動。轉動過程中滾針軸承中的滾針可自轉，以便減輕摩擦。與輸入動力連線的軸稱輸入軸（又稱主動軸），經萬向節輸出的軸稱輸出軸（又稱從動軸）。在輸入、輸出軸之間有夾角的條件下工作，兩軸的角速度不等，並因此會導致輸出軸及與之相連的傳動部件產生扭轉振動和影響這些部件的壽命。
②準等速萬向節。 指在設計的角度下以相等的瞬時角速度傳遞運動，而在其他角度下以近似相等的瞬時角速度傳遞運動的萬向節。它又分為：a）雙聯式準等速萬向節。指該萬向節等速傳動裝置中的傳動軸長度縮短到最小時的萬向節。b）凸塊式準等速萬向節。由兩個萬向節又和兩個不同形狀的凸塊組成。其中兩凸塊相當於雙聯萬向節裝置中的中間傳動軸及兩十字銷。c）三銷軸式準等速萬向節。由兩個三銷軸，主動偏心軸叉，從動偏心軸叉組成。d）球面滾輪式準等速萬向節。由銷軸、球面滾輪、萬向節軸和圓筒組成。滾輪可在槽內做軸向移動，起到伸縮花鍵作用。滾輪與槽壁接觸可傳遞轉矩。
萬向節
萬向節③等速萬向節 萬向節所連線的輸出軸和輸入軸以始終相等的瞬時角速度傳遞運動的萬向節。它又分為：
a）球叉式等速萬向節。由有滾道的球叉和鋼球組成的萬向節。而其中的圓弧槽滾道型球叉式萬向節是指球義上的鋼球滾道為圓弧型的萬向節。其節結構特點是在球叉的主動叉和從動叉上做有圓弧凹槽，兩者裝合後形成四個鋼球滾道，滾道內共容納4個鋼球。定心鋼球裝在主、從動叉中心的球形凹槽內。直槽滾道型球叉式萬向節是指球叉上的鋼球滾道為直槽滾道型的萬向節。它的結構特點是在兩個球叉上做有直槽，各直槽與軸的中心線相傾斜，且傾斜的角度相同並彼此對稱。於兩個球叉之間的滾道內裝有4個鋼球。
b）球籠式等速萬向節。根據萬向節軸向能否運動，又可區分為軸向不能伸縮型（固定型）球籠式萬向節和可伸縮型球籠式萬向節。結構上固定型球籠式萬向節的星形套的內表面以內花鍵與傳動軸連線，它的外表面制有6個弧形凹槽作為鋼球的內滾道，外滾道做在球形殼的內表面上。星形套與球形殼裝合後形成的6個滾道內各裝1個鋼球，並由保持架（球籠）使6個鋼球處於同一平面內。動力由傳動軸經鋼球、球形殼傳出（圖2）。可伸縮型球籠式萬向節的結構特點是於筒形殼的內壁和星形套的外部做有圓柱形直槽，在兩者裝合後所形成的滾道內裝有鋼球。鋼球同時也裝在保持架的孔內。星形套內孔做有花鍵用來與輸入軸連線。這一結構允許星形套與簡形殼相對在軸向方向移動。
萬向節示意圖
萬向節示意圖撓性萬向節
撓性萬向節：萬向節在扭轉方向上有明顯彈性的萬向節。
撓性萬向節主要由橡膠彈性元件（橡膠盤、橡膠塊、橡膠環、橡膠金屬套筒等）、襯套、螺栓和為了保證高速時的動平衡設定的定心裝置等組成。其工作原理是當轉矩作用在輸入軸上時，轉矩經輸入軸、萬向節叉上的三個凸緣和連線螺栓後，再傳至橡膠塊，轉矩經過橡膠塊又作用在輸出軸上的萬向節義凸緣。因橡膠塊有彈性，允許兩軸之間有一定的夾角。
萬向節
萬向節結構及作用
萬向節的結構和作用有點像人體四肢上的關節，它允許被連線的零件之間的夾角在一定範圍內變化。為滿足動力傳遞、適應轉向和汽車運行時所產生的上下跳動所造成的角度變化，前驅動汽車的驅動橋，半軸與輪軸之間常用萬向節相連。但由於受軸向尺寸的限制，要求偏角又比較大，單個的萬向節不能使輸出軸與軸入軸的瞬時角速度相等，容易造成振動，加劇部件的損壞，並產生很大的噪音，所以廣泛採用各式各樣的等速萬向節。在前驅動汽車上，每個半軸用兩個等速萬向節，靠近變速驅動橋的萬向節是半軸內側萬向節，靠近車軸的是半軸外側萬向節。在後驅動汽車上，發動機、離合器與變速器作為一個整體安裝在車架上，而驅動橋通過彈性懸掛與車架連線，兩者之間有一個距離，需要進行連線。汽車運行中路面不平產生跳動，負荷變化或者兩個總成安裝的位差等，都會使得變速器輸出軸與驅動橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發生變化，因此在後驅動汽車的萬向節傳動形式都採用雙萬向節，就是傳動軸兩端各有一個萬向節，其作用是使傳動軸兩端的夾角相等，從而保證輸出軸與輸入軸的瞬時角速度始終相等。
萬向節運動示意
萬向節運動示意