传动轴与万向实用教案

1、2021-11-291万向节传动装置工作(gngzu)演示第1页/共33页第一页，共34页。2021-11-292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(dun ki)式驱动桥的半轴 5）转向轴 第2页/共33页第二页，共34页。32021-11-29第一节 万向节第3页/共33页第三页，共34页。2021-11-294万向节类型(lixng)弹性万向节：依靠弹性元件的弹性变形来适应两弹性万向节：依靠弹性元件的弹性变形来适应两传动轴夹角的变化传动轴夹角的变化(binhu)(binhu)。变形量有限，一般。变形量有限，一般只用在交角不大于只用在交角不大

2、于5050的万向节传动中，工程机械的万向节传动中，工程机械上很少用。上很少用。刚性万向节：十字轴万向节（不等角速万向节）刚性万向节：十字轴万向节（不等角速万向节）交角一般为交角一般为150150200200等角速万向节：球叉式、球笼式、三销轴式等等角速万向节：球叉式、球笼式、三销轴式等第4页/共33页第四页，共34页。2021-11-295一、十字(sh z)轴式刚性万向节结构(jigu)十字(sh z)轴万向节叉轴承盖万向节叉滚针轴承第5页/共33页第五页，共34页。2021-11-296十字十字(sh z)轴式刚性万向节轴式刚性万向节第6页/共33页第六页，共34页。72021-11-29

3、十字(sh z)轴润滑油道油封油封挡盘注油嘴(yu zu)采用橡胶(xingjio)油封，当十字轴内腔油压过大时，多余的润滑油会从橡胶(xingjio)油封内圆表面与轴颈接触处溢出。第7页/共33页第七页，共34页。2021-11-298十字(sh z)轴万向节运动分析 如图所示：设原动轴P1P1的叉面与纸面垂直，从动(cngdng)(cngdng)轴P2P2的叉面在纸面内； P1 P1的角速11不变，P2P2在此位置的角速度为22，两轴的夹角为；l则当十字轴与P2轴一起转动(zhun dng)时，A点的速度UA=2rl则当十字轴与P1轴一起转动(zhun dng)时，A点的速度UA=1rco

4、slA点的线速度只能有一个，即2=1cos第8页/共33页第八页，共34页。2021-11-299 当两轴转过当两轴转过900900时，时，P1P1轴轴的叉面在纸面内，的叉面在纸面内，P2P2轴的轴的叉面与纸面垂直，设此时叉面与纸面垂直，设此时(c sh)P2(c sh)P2轴的角速度为轴的角速度为22，取，取B B点研究：点研究：lUB=1r=2rcos UB=1r=2rcos 即2=1/cos2=1/cosl1cos21/cos1cos21/cos；l再转过900900，P2P2轴的速度(sd)(sd)从22变为2 2 ，即P2P2的角速度(sd)(sd)为22在2222之间变化；l传动比

5、为I=1/2= 1/ cos I=1/2= 1/ cos cos cos第9页/共33页第九页，共34页。2021-11-2910绘出2/1随主动轴转角(zhunjio)1的函数曲线第10页/共33页第十页，共34页。2021-11-2911绘出12随主动轴转角1的变化曲线(qxin)如下：180 =10090第11页/共33页第十一页，共34页。2021-11-2912 当当1=01=0时，时，112=02=0 当当0 0 1190 90 时，时， 1 1220 0，从动轴相对主动轴，从动轴相对主动轴超前超前 当当1=90 1=90 时，时，1=2=90 1=2=90 当当90 90 111

6、80 180 时，时， 1 1220 0，主动轴相对从动轴，主动轴相对从动轴超前超前 当当1=180 1=180 时，时，1=2=180 1=2=180 ，两轴都转过半周；同样，后半周情况两轴都转过半周；同样，后半周情况(qngkung)(qngkung)相同相同90 180 第12页/共33页第十二页，共34页。2021-11-2913结结 论（单个十字论（单个十字(sh z)(sh z)轴万向节）轴万向节）1.1. 当两轴夹角当两轴夹角和和11为常数时，传动比不为常数，为常数时，传动比不为常数，而是在而是在coscos1/ cos1/ cos间作周期性的变化。间作周期性的变化。即从动轴一周

7、中的角速度不均匀，是瞬时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）。的（不等速性）。2.2. 主、从动轴的转速是相同的，即平均速度相同。主、从动轴的转速是相同的，即平均速度相同。（等速性）（等速性）3.3. 不等速性，将使从动轴和与从动轴相连的传动不等速性，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，不利部件产生角加速度，从而产生扭转振动，不利于匀速行驶于匀速行驶(xngsh)(xngsh)，使用寿命缩短，使用寿命缩短第13页/共33页第十三页，共34页。2021-11-2914双万向节传动(chundng)（） 结构：在主动轴和从动轴间加一中间传动轴，用

8、2个万向节连接实现(shxin)动力传递第14页/共33页第十四页，共34页。2021-11-2915（2）双万向节传动(chundng)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(chundng)的不等速性特点：可以实现主从动轴的瞬时传动(chundng)比始终为1第15页/共33页第十五页，共34页。2021-11-2916（3）双万向节实现(shxin)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(pngmin)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

9、，仍有不等速性第16页/共33页第十六页，共34页。172021-11-29用万向节实现(shxin)两轴间等角速度传动条件采用双万向节第一万向节两轴间夹角(ji jio)a1与第二万向节两轴间夹角(ji jio)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。第17页/共33页第十七页，共34页。2021-11-2918铰接式车架(ch ji)双万向节的布置第18页/共33页第十八页，共34页。2021-11-2919铰接式车架(ch ji)万向节的布置要实现等速传动(chundng)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

10、离应相等第19页/共33页第十九页，共34页。2021-11-2920三万向节、双传动(chundng)(chundng)轴传动(chundng)(chundng)第20页/共33页第二十页，共34页。212021-11-29二、等速万向节原理： 传力点永远(yngyun)位于两轴交点O的平分面上第21页/共33页第二十一页，共34页。2021-11-2922等角速万向节类型(lixng) 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第22页/共33页第二十二页，共34页。232021-11-291、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(wizho)球

11、笼（保持架）第23页/共33页第二十三页，共34页。242021-11-29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(wiy)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(gndng)时，同时以A、B为球心滚动(gndng)，所以CA=CB主、从动(cngdng)轴夹角平分面第24页/共33页第二十四页，共34页。252021-11-29球笼式万向节特点(tdin)：承载能力强，结构紧凑，拆装方便(fngbin)，两轴最大交角为42 第25页/共33页第二十五页，共34页。262021-11-292.三销轴式万向节特点 ：允许相邻(xi

12、n ln)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(zhdng)偏心轴叉从动(cngdng)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第26页/共33页第二十六页，共34页。2021-11-29276-2 传 动 轴一、作用：传递一、作用：传递(chund)扭矩，一般不承受弯矩。扭矩，一般不承受弯矩。二、结构二、结构第27页/共33页第二十七页，共34页。2021-11-2928结构(jigu)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

13、轴的长度要求(yoqi)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(yoqi)。第28页/共33页第二十八页，共34页。2021-11-2929三、 传动轴的临界(ln ji)转速两端连接万向节的传动轴可看成两端自由支承的轴。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。当轴的转速在离心力的作用下会产生横向弯曲振动。当轴的

14、转速等于其弯曲自振频率时，出现共振等于其弯曲自振频率时，出现共振(gngzhn)(gngzhn)，使轴，使轴的挠度急剧增大甚至折断，把轴的这一转速，称为临的挠度急剧增大甚至折断，把轴的这一转速，称为临界转速。界转速。设轴为等截面：用设轴为等截面：用nlnl表示临界转速，则有表示临界转速，则有第29页/共33页第二十九页，共34页。2021-11-2930D传动轴外径cm d传动轴内径 cm L支承长度(chngd)cm，一般取两万向节中心距离由此可知，同样外径的轴，空心轴比实心轴的nl要大。在设计时，应使传动轴的最大转速nmax0.7nl第30页/共33页第三十页，共34页。2021-11-2931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(ln ji)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？ 第31页/共33页第三十一页，共34页。322021-11-29十字轴刚性(n xn)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(ji jio)的情况下，两轴的角速度不相等。w1w2w1w2vA= w1r=w2rcosavB= w1rcosa=w2r第32页/共33页第三十二页，共34页。2021-11-29万向节与传动轴33谢谢您的观看(gunkn)！第33页/共33页第三十