汽车构造课件-万向传动装置

1、汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 万向传动装置的组成和功用万向传动装置的组成和功用 一、万向传动装置的组成和功用 组成：万向节和传动轴，当传动轴比较长时，还要 加中间支承。 功用：在轴线相交且相对位置经常变化的两转轴间 传递动力。 汽汽 车车 构构 造造 万向传动装置在汽车上的应用场合万向传动装置在汽车上的应用场合 v1 1变速器与驱动桥之间变速器与驱动桥之间 汽汽 车车 构构 造造 万向传动装置在汽车上的应用场合万向传动装置在汽车上的应用场合 v2 2变速器与分动器之间、分动器与驱动桥之间变速器与分动器之间、分动器与驱动桥之间 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 万

2、向传动装置在汽车上的应用场合万向传动装置在汽车上的应用场合 v3 3驱动桥与驱动轮之间驱动桥与驱动轮之间 汽汽 车车 构构 造造 万向传动装置在汽车上的应用场合万向传动装置在汽车上的应用场合 万向节是实现转轴之间变角度传递动力的部件。万向节是实现转轴之间变角度传递动力的部件。 如果万向节在扭转方向没有弹性、动力靠零件的铰如果万向节在扭转方向没有弹性、动力靠零件的铰 链式连接传递，是刚性万向节，刚性万向节又分链式连接传递，是刚性万向节，刚性万向节又分 为不等速万向节（如十字轴式万向节）、准等速为不等速万向节（如十字轴式万向节）、准等速 万向节（如双联式、三销轴式等）和等速万向节万向节（如双联式、

3、三销轴式等）和等速万向节 （如球叉式、球笼式等）。（如球叉式、球笼式等）。 如果万向节在扭转方向有一定弹性、动力靠弹性零如果万向节在扭转方向有一定弹性、动力靠弹性零 件传递、且有缓冲减振作用，是弹性万向节。件传递、且有缓冲减振作用，是弹性万向节。 汽车上应用较多的是刚性万向节。汽车上应用较多的是刚性万向节。 汽汽 车车 构构 造造 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 v十字轴式刚性万向节结构简单、工作可靠、且允十字轴式刚性万向节结构简单、工作可靠、且允 许所连接的两轴之间有较大交角，在汽车上应用许所连接的两轴之间有较大交角，在汽车上应用 最为普遍。最为普遍。 v1 1构造构造 汽汽 车车 构

4、构 造造 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 v2 2十字轴式刚性万向节传动的不等速特性十字轴式刚性万向节传动的不等速特性 单个十字轴式刚性万单个十字轴式刚性万 向节在输入轴和输出轴有向节在输入轴和输出轴有 夹角的情况下，其两轴的夹角的情况下，其两轴的 角速度是不相等的，两轴角速度是不相等的，两轴 夹角夹角越大，转角差越大，转角差 （1-21-2）越大，万向）越大，万向 节的不等速特性越严重。节的不等速特性越严重。 万向节传动的不等速万向节传动的不等速 特性将使从动轴及与其相特性将使从动轴及与其相 连的传动部件产生扭转振连的传动部件产生扭转振 动，从而产生附加的交变动，从而产生附加的交变 载

5、荷，影响传动部件的寿载荷，影响传动部件的寿 命。命。 汽汽 车车 构构 造造 十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 3 3十字轴式万向节传动的等速条件十字轴式万向节传动的等速条件 （1 1）采用双万向节传动；）采用双万向节传动； （2 2）第一万向节两轴间的夹角）第一万向节两轴间的夹角1 1与第二万向节两轴间的夹角与第二万向节两轴间的夹角2 2 相等；相等； （3 3）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内。）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内。 特点特点 结构简单，传动效率高结构简单，传动效率高 ； 具有不等速特性具有不等速特性 ； =1520。 汽汽 车车 构构

6、 造造 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 准等速万向节准等速万向节 v根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万 向节称为准等速万向节。向节称为准等速万向节。 v1.1.双联式万向节：两个十字轴式万向节相连，双联式万向节：两个十字轴式万向节相连， 中间传动轴长度缩减至最小。中间传动轴长度缩减至最小。 汽汽 车车 构构 造造 准等速万向节准等速万向节 v1.1.双联式万向节双联式万向节 v优点：允许有较优点：允许有较 大的轴间夹角，大的轴间夹角， 轴承密封性好、轴承密封性好、 效率高、制造工效率高、制造工 艺简单、加工方艺简单、加工方 便、工作

7、可靠等。便、工作可靠等。 多用于越野汽车。多用于越野汽车。 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 准等速万向节准等速万向节 v2.2.三销轴式万向节三销轴式万向节 v优点：允许相邻两优点：允许相邻两 轴间有较大的夹角，轴间有较大的夹角， 用于一些越野车的用于一些越野车的 转向驱动桥。转向驱动桥。 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 等速万向节等速万向节 v工作原理：保证万向节在工作过程中，其传力工作原理：保证万向节在工作过程中，其传力 点永远位于两轴交角的平分面上。点永远位于两轴交角的平分面上。 汽汽 车车 构构 造造 等速万向节等速万向节 v1.1.球笼式万向节球笼式万

8、向节 （1 1）固定型球笼式万向节（）固定型球笼式万向节（RFRF节）节） 汽汽 车车 构构 造造 等速万向节等速万向节 v1.1.球笼式万向节球笼式万向节 （1 1）固定型球笼式）固定型球笼式 万向节（万向节（RFRF节）节） 特点：在传递转特点：在传递转 矩的过程中，主从矩的过程中，主从 动轴之间只能相对动轴之间只能相对 转动、不会产生轴转动、不会产生轴 向位移。向位移。 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 等速万向节等速万向节 v1.1.球笼式万向节球笼式万向节 （2 2）伸缩型球笼式万）伸缩型球笼式万 向节（向节（VLVL节）节） 特点：在传递转矩特

9、点：在传递转矩 的过程中，主从动的过程中，主从动 轴之间不仅能相对轴之间不仅能相对 转动，而且可以产转动，而且可以产 生轴向位移。生轴向位移。 汽汽 车车 构构 造造 现代轿车普遍采用一长一短两前半轴进行现代轿车普遍采用一长一短两前半轴进行 传动，长为右半轴。传动，长为右半轴。 汽汽 车车 构构 造造 等速万向节等速万向节 v2.2.球叉式万向节球叉式万向节 特点特点 结构简单，拆装不便，易磨损；结构简单，拆装不便，易磨损； =32，多用于中、小型汽车的转向驱动桥，多用于中、小型汽车的转向驱动桥 。 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 前置后驱车传动轴的中间支撑前置后驱车传动轴的中

10、间支撑。 传动轴和中间支承 汽汽 车车 构构 造造 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 v传动轴、花键轴、滑动叉、中间支承和万传动轴、花键轴、滑动叉、中间支承和万 向节叉等共同组成了传动轴。向节叉等共同组成了传动轴。 汽汽 车车 构构 造造 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 v壁厚均匀的轴管壁厚均匀的轴管 传动轴过长，易共振，将其分成两段并加中间支承传动轴过长，易共振，将其分成两段并加中间支承 两端焊接的花键轴和万向节叉组成两端焊接的花键轴和万向节叉组成 滑动花键连接，以实现传动轴长度的变化滑动花键连接，以实现传动轴长度的变化 汽汽 车车 构构 造造 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 v为了减少

11、摩擦和磨损，有些汽车在花键槽为了减少摩擦和磨损，有些汽车在花键槽 内设置了滚动元件。内设置了滚动元件。 汽汽 车车 构构 造造 v如果万向传动装置传递的动力较远，传动如果万向传动装置传递的动力较远，传动 轴中间会分段，并加中间支承轴中间会分段，并加中间支承 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 汽汽 车车 构构 造造 v 1 1）中间支承通常装在车架横粱上，能补偿传动轴轴向和角度方）中间支承通常装在车架横粱上，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。引起的位移。 v 2 2）中间支承常用

12、弹性元件来满足上述要求，它主要由轴承、带）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。油封的盖、支架、弹性元件等组成。 传动轴和中间支承传动轴和中间支承 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 汽汽 车车 构构 造造 3、万向传动装置的常见故障 （1）汽车起步时或在行驶中改变车速时有撞击汽车起步时或在行驶中改变车速时有撞击 声声 现象：汽车起步时，车身发抖并伴有撞击声；现象：汽车起步时，车身发抖并伴有撞击声； 当改变车速时，响声加大。当改变车速时，响声加大。 原因：原因： 十字轴及滚针轴承磨损过度

13、、松旷；十字轴及滚针轴承磨损过度、松旷； 传动轴与滑动叉配合花键磨损过度、松旷；传动轴与滑动叉配合花键磨损过度、松旷； 紧固螺栓松动等。紧固螺栓松动等。 汽汽 车车 构构 造造 （2）汽车行驶时有异响汽车行驶时有异响 现象：汽车起步时无异响，但行驶时现象：汽车起步时无异响，但行驶时 有异响，且车速越快，响声越大，脱有异响，且车速越快，响声越大，脱 档滑行时也有异响。档滑行时也有异响。 原因：原因： 中间支承位置不当；中间支承位置不当； 中间支承轴承磨损过大；中间支承轴承磨损过大； 中间支承橡胶垫损坏；中间支承橡胶垫损坏； 万向节装配过紧。万向节装配过紧。 汽汽 车车 构构 造造 （3）汽车行驶

14、汽车行驶 时有异响并伴随车身抖振时有异响并伴随车身抖振 现象：汽车行驶时有异响，且随着车速现象：汽车行驶时有异响，且随着车速 的提高，响声加大，严重时车身抖振。的提高，响声加大，严重时车身抖振。 原因：原因： 传动轴弯曲变形；传动轴弯曲变形； 传动轴不平衡；传动轴不平衡； 中间支承部件损坏严重。中间支承部件损坏严重。 汽汽 车车 构构 造造 4、万向传动装置检修 （1）十字轴万向节的检修十字轴万向节的检修 1) 检查滚针轴承，如果滚针断裂、油封失效，检查滚针轴承，如果滚针断裂、油封失效， 应更换新件。应更换新件。 2) 检查十字轴轴颈磨损、压痕剥落等情况。十检查十字轴轴颈磨损、压痕剥落等情况。

15、十 字轴轴颈轻微磨损、轻微压痕或剥落，仍可继字轴轴颈轻微磨损、轻微压痕或剥落，仍可继 续使用，如果轴颈磨损过甚、严重压痕续使用，如果轴颈磨损过甚、严重压痕(深度超深度超 过过0.1mm)或严重剥落时，应予以更换。或严重剥落时，应予以更换。 3) 检查万向节叉不得有裂纹或其他严重损伤，检查万向节叉不得有裂纹或其他严重损伤， 否则更换新件。否则更换新件。 汽汽 车车 构构 造造 4) 万向节装配完毕后，可用手扳动万向节装配完毕后，可用手扳动 十字轴进行检验，以转动自如没有十字轴进行检验，以转动自如没有 松旷感觉为合适。若装配过紧或过松旷感觉为合适。若装配过紧或过 松，应查明原因，必要时应拆检及松，

16、应查明原因，必要时应拆检及 重新装配。重新装配。 汽汽 车车 构构 造造 （2）球笼式万向节的检修球笼式万向节的检修 1) 主要是检查内、外等速万向节中各部件的磨损情况和主要是检查内、外等速万向节中各部件的磨损情况和 装配间隙。一般外等速万向节酌情单件更换。内等角速装配间隙。一般外等速万向节酌情单件更换。内等角速 万向节，如某部件磨损严重，则应整体更换。万向节，如某部件磨损严重，则应整体更换。 2) 外等速万向节的外等速万向节的6颗钢球要求有一定的配合公差，并颗钢球要求有一定的配合公差，并 与星形套一起组成配合件。检查轴、球笼、星形套与钢与星形套一起组成配合件。检查轴、球笼、星形套与钢 球有无

17、凹陷与磨损，若万向节间隙过大，需更换万向节。球有无凹陷与磨损，若万向节间隙过大，需更换万向节。 3) 内等速万向节的检修要检查球形壳、星形套、球笼及内等速万向节的检修要检查球形壳、星形套、球笼及 钢球有无凹陷与磨损，如磨损严重则应更换。内等速万钢球有无凹陷与磨损，如磨损严重则应更换。内等速万 向节只能整体调换，不可单个更换。向节只能整体调换，不可单个更换。 4) 防尘罩及卡箍、弹簧挡圈等损坏时，应予以更换。防尘罩及卡箍、弹簧挡圈等损坏时，应予以更换。 汽汽 车车 构构 造造 （3）传动轴的检修传动轴的检修 1) 传动轴轴管不得有裂纹及严重的凹瘪。传动轴轴管不得有裂纹及严重的凹瘪。 2) 检查传

18、动轴的弯曲变形，最大圆跳动为检查传动轴的弯曲变形，最大圆跳动为0.8-1.0mm。 超过规定应对传动轴进行校正或更换。超过规定应对传动轴进行校正或更换。 3) 传动轴花键与滑动叉花键、凸缘叉与所配合花键的侧传动轴花键与滑动叉花键、凸缘叉与所配合花键的侧 隙：轿车应不大于隙：轿车应不大于0.15mm，其他类型的汽车应不大于，其他类型的汽车应不大于 0.30mm，装配后应能滑动自如。，装配后应能滑动自如。 汽汽 车车 构构 造造 （4） 中间支承的检修中间支承的检修 1) 检查中间支承的橡胶垫环是否开裂、油封检查中间支承的橡胶垫环是否开裂、油封 磨损是否过甚而失效、轴承松旷或内孔磨损是磨损是否过甚

19、而失效、轴承松旷或内孔磨损是 否严重，如果是，均应更换新的中间支承。否严重，如果是，均应更换新的中间支承。 2) 检查轴承转动是否平稳。检查轴承转动是否平稳。 3) 检查垫块是否损坏。必要时更换。检查垫块是否损坏。必要时更换。 汽汽 车车 构构 造造 5 5、万向传动装置故障案例分析、万向传动装置故障案例分析 案例一：烦人的车辆颤动故障故障现象案例一：烦人的车辆颤动故障故障现象 一辆一辆1997年款道奇大捷龙年款道奇大捷龙MPV商用车，车主商用车，车主 反映车速在反映车速在60km/h时能明显感觉到车身左右颤时能明显感觉到车身左右颤 动，前部车身感觉特别明显，提速的过程中颤动动，前部车身感觉特

20、别明显，提速的过程中颤动 更加厉害，急速踏加速踏板则颤动变得非常剧烈，更加厉害，急速踏加速踏板则颤动变得非常剧烈， 但若是缓踏加速踏板，颤动感会轻一些，不踏加但若是缓踏加速踏板，颤动感会轻一些，不踏加 速踏板则几乎感觉不到。车主还反映车辆在重载速踏板则几乎感觉不到。车主还反映车辆在重载 上坡时让人更是难以忍受，但当车速超过上坡时让人更是难以忍受，但当车速超过 70km/h后，车辆又能恢复正常。后，车辆又能恢复正常。 汽汽 车车 构构 造造 （1）故障诊断与排除故障诊断与排除 根据多年的维修经验判定，此类故障多是由于根据多年的维修经验判定，此类故障多是由于 悬架的松动，或铰接部分配合间隙变大引起

21、振动，悬架的松动，或铰接部分配合间隙变大引起振动， 当振动与车身振动频率在某一瞬间相重合而引起当振动与车身振动频率在某一瞬间相重合而引起 振动的振幅变大，形成共振。将车辆升起，仔细振动的振幅变大，形成共振。将车辆升起，仔细 检查底盘，用撬棍撬动各胶套及球头发现，右下检查底盘，用撬棍撬动各胶套及球头发现，右下 控制臂球头略有松动，更换该球头后试车，故障控制臂球头略有松动，更换该球头后试车，故障 略有好转，但仍存在：略有好转，但仍存在： 车轮的轴向摆动量超标也会出现此类情况，将车轮的轴向摆动量超标也会出现此类情况，将 前轮拆下，重新做动平衡，并且观察了车前轮拆下，重新做动平衡，并且观察了车 轮的偏

22、摆情况，发现偏摆并不严重，但还是从四轮的偏摆情况，发现偏摆并不严重，但还是从四 个车轮中选择了偏摆量较轻的两个个车轮中选择了偏摆量较轻的两个安装在了前安装在了前 轮，再次试车观察。故障依旧存在。轮，再次试车观察。故障依旧存在。 汽汽 车车 构构 造造 反复试车，检查底盘，没有发现有价值的线索，反复试车，检查底盘，没有发现有价值的线索， 看来应该转移思考的方向了。车辆的颤动源会不看来应该转移思考的方向了。车辆的颤动源会不 会来自发动机或者变速器，最终传导到车身的呢？会来自发动机或者变速器，最终传导到车身的呢？ 将车升起，起动发动机让前轮旋转，保持车速在将车升起，起动发动机让前轮旋转，保持车速在

23、60km/h。此时在车下可以明显地感觉到发动机。此时在车下可以明显地感觉到发动机 和变速器左、右的摆动要比车身更剧烈。经仔细和变速器左、右的摆动要比车身更剧烈。经仔细 观察，发现振动源来自左侧传动轴。将车熄火后观察，发现振动源来自左侧传动轴。将车熄火后 用力晃动左侧传动轴，能够听到用力晃动左侧传动轴，能够听到“哐当哐当”的响声，的响声， 因此可判定是传动轴内球笼的内部间隙过大所引因此可判定是传动轴内球笼的内部间隙过大所引 起的故障。起的故障。 汽汽 车车 构构 造造 拆卸传动轴内球笼，检查发现此种拆卸传动轴内球笼，检查发现此种 内球笼为星形三销式万向节，左侧内球笼为星形三销式万向节，左侧 内球

24、笼传动轴防尘套的卡子已松动，内球笼传动轴防尘套的卡子已松动， 润滑脂已经漏光，并且有水分进入。润滑脂已经漏光，并且有水分进入。 由于长时间缺少油脂的润滑，球笼由于长时间缺少油脂的润滑，球笼 的内壁上受力侧已经磨损出很深的的内壁上受力侧已经磨损出很深的 沟槽，三个小轴承的滚针有的也因沟槽，三个小轴承的滚针有的也因 磨损脱离了滑道。磨损脱离了滑道。 汽汽 车车 构构 造造 由于球笼的内壁上有沟槽，使得传动轴的伸缩由于球笼的内壁上有沟槽，使得传动轴的伸缩 受到限制，所以引起发动机左右摆动，进而导受到限制，所以引起发动机左右摆动，进而导 致车身的左右摆动。当车速在致车身的左右摆动。当车速在60km/h

25、时，传动时，传动 轴伸缩的频率与发动机通过发动机支撑座摆动轴伸缩的频率与发动机通过发动机支撑座摆动 的固有频率相重叠，导致车辆摆振的幅度最大；的固有频率相重叠，导致车辆摆振的幅度最大； 车速达到车速达到70km/h时，传动轴伸缩的频率与发动时，传动轴伸缩的频率与发动 机通过支撑座摆动的固有频率相差较多，所以机通过支撑座摆动的固有频率相差较多，所以 车速超过车速超过70km/h时摆振现象就会消失。时摆振现象就会消失。 更换左侧传动轴总成后，故障排除。更换左侧传动轴总成后，故障排除。 汽汽 车车 构构 造造 案例二：行车时左前轮有案例二：行车时左前轮有“喀吧喀吧”声声 故障现象故障现象 一辆行驶了一辆行驶了65400km捷达的轿车，捷达的轿车， 在车辆行驶时，左前轮处有在车辆行驶时，左前轮处有“喀吧、喀吧、 喀吧喀吧”声，类似金属挤压声，转向时声，类似金属挤压声，转向时 异响更加严重。异响更加严重。 汽汽 车车 构构 造造 故障诊断与排除故障诊断与排除 用举升器将车辆升起，经检查后发现右传动轴