传动轴简介剖析

1、FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴SDS 传动轴介绍传动轴介绍(2004.11.11)FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴传动轴介绍传动轴介绍传动轴的功能传动轴的功能M6和小红旗的产品结构和小红旗的产品结构零件的加工和装配零件的加工和装配试验的介绍试验的介绍国内同类主要车型的传动轴结构国内同类主要车型的传动轴结构传动的设计输入传动的设计输入GKN传动轴的发展趋势传动轴的发展趋势FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴前轮驱动前轮驱动 轿车一般分前轮驱动和后轮驱动轿车一般分前轮驱动和后轮驱动FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴

2、前传动轴布置前传动轴布置固定节固定节移动节移动节FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴中间传动轴中间传动轴前、后等速传动轴前、后等速传动轴 传动轴主要分前、中、后传动轴，其中前、后传动轴传动轴主要分前、中、后传动轴，其中前、后传动轴 一般均采用等速万向一般均采用等速万向节传动轴，中间传动轴有采用虎克（十字万向节）传动轴，也有采用高速节传动轴，中间传动轴有采用虎克（十字万向节）传动轴，也有采用高速等速万向节传动轴的，在轿车领域中间传动轴越来越多采用高速等速万向等速万向节传动轴的，在轿车领域中间传动轴越来越多采用高速等速万向节传动轴，如宝马、奔驰、奥迪等公司的高档轿车。节传动轴，如

3、宝马、奔驰、奥迪等公司的高档轿车。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴前轮驱动前轮驱动M6等速万向节传动轴是属于前传动轴，传动轴的主要功能是能等速万向节传动轴是属于前传动轴，传动轴的主要功能是能万向万向传递运动和扭矩传递运动和扭矩。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴RF95节（固定节）VL107节（移动节） 实轴 +小红旗传动轴结构小红旗传动轴结构FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴M6传动轴结构传动轴结构AC2600i节（固定节）AAR2600i节（移动节） 实轴 + 注：“i” 的意思是“improved”，即改进的FAW Car C

4、o.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴小红旗和小红旗和M6传动轴对比传动轴对比小红旗小红旗M6备注备注轮毂侧轮毂侧RF95AC2600iAC2600i节是节是GKN的改进型万向节，重量的改进型万向节，重量更轻，寿命性能更好，技术更先进；是更轻，寿命性能更好，技术更先进；是GKN在全球大力推广的万向节之一。在全球大力推广的万向节之一。中间轴中间轴实轴实轴实轴实轴+减震圈减震圈变速箱侧变速箱侧VL107AAR2600iAAR2600i是是GKN的改进型万向节，与的改进型万向节，与VL107相比相比AAR节的移动阻力更小，节的移动阻力更小，NVH性能相对更好。但同时性能相对更好。但同时AAR节的制造成

5、本节的制造成本较高。较高。轮毂侧护轮毂侧护套套橡胶护橡胶护套套橡塑护套橡塑护套轮毂侧采用橡塑护套是目前的发展趋势。轮毂侧采用橡塑护套是目前的发展趋势。主要因为橡塑护套具有更好的防路面异物主要因为橡塑护套具有更好的防路面异物冲击损坏的能力。冲击损坏的能力。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴M6-AC2600i 改进型固定节改进型固定节外星轮外星轮护套夹箍护套夹箍护套护套 润滑润滑采用HTBJ高温进口油脂内星轮内星轮实轴实轴护套夹箍护套夹箍球笼球笼钢球钢球卡紧环卡紧环齿圈齿圈FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴固定节端各组成零件的功能固定节端各组成零件的功能(

6、一一)外星轮外星轮内星轮内星轮球笼球笼钢球钢球外星轮、球笼、内星轮和钢球共同组成外星轮、球笼、内星轮和钢球共同组成AC2600i节；节；AC2600i节具有万向传递力矩和运动。节具有万向传递力矩和运动。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴固定节端各组成零件的功能固定节端各组成零件的功能(二二)夹箍夹箍: 此零件的主要功能是固定护套此零件的主要功能是固定护套,确保万向节内的油脂不从夹箍固定处泄确保万向节内的油脂不从夹箍固定处泄漏漏.护套护套: 它的主要功能是能随万向节任意转动并使护套内的油脂不泄漏它的主要功能是能随万向节任意转动并使护套内的油脂不泄漏.实轴实轴:把扭矩和运动从万

7、向节的一端传递到另一端把扭矩和运动从万向节的一端传递到另一端.卡紧环卡紧环: 确保实轴与万向节的连接确保实轴与万向节的连接.齿圈：提供信号给速度传感器齿圈：提供信号给速度传感器油脂油脂:润滑万向节润滑万向节,降低磨损降低磨损,从而提高万向节的寿命从而提高万向节的寿命.FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴M6固定节各零件的货源固定节各零件的货源外星轮、内星轮、球笼和实轴是由外星轮、内星轮、球笼和实轴是由SDS自制自制夹箍、齿圈和钢球国内采购夹箍、齿圈和钢球国内采购护套、油脂和卡紧环从国外进口护套、油脂和卡紧环从国外进口FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴M6-

8、AAR2600i 改进型移动节改进型移动节三销轴叉三销轴叉护套夹箍护套夹箍护套护套 润滑润滑采用KY进口油脂实轴实轴护套夹箍护套夹箍三销轴三销轴滚轮总成滚轮总成卡簧卡簧FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴三销轴叉三销轴叉三销节总成三销节总成三销轴叉河三销节总成共同组成三销轴叉河三销节总成共同组成AAR2600i节；节；AAR2600i节具节具有万向传递力矩和运动有万向传递力矩和运动,以及能补偿轴向位移以及能补偿轴向位移(主要是由于汽车主要是由于汽车载荷变化和道路不平引起的轴向位移变化载荷变化和道路不平引起的轴向位移变化)。移动节端各组成零件的功能移动节端各组成零件的功能(一一

9、)FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴移动节端各组成零件的功能移动节端各组成零件的功能(二二)夹箍夹箍: 此零件的主要功能是固定护套此零件的主要功能是固定护套,确保万向节内的油脂不从夹箍固定处确保万向节内的油脂不从夹箍固定处泄漏泄漏.护套护套: 它的主要功能是能随万向节任意转动并使护套内的油脂不泄漏它的主要功能是能随万向节任意转动并使护套内的油脂不泄漏.实轴实轴:把扭矩和运动从万向节的一端传递到另一端把扭矩和运动从万向节的一端传递到另一端.卡簧卡簧: 确保三销节总成与实轴的连接确保三销节总成与实轴的连接.油脂油脂: 润滑万向节润滑万向节,降低磨损降低磨损,从而提高万向节的寿命

10、从而提高万向节的寿命.FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴移动节各零件的货源移动节各零件的货源实轴是由实轴是由SDS自制自制夹箍是国内采购夹箍是国内采购护套、油脂、卡簧、三销轴叉和三销节总成从国外进口。护套、油脂、卡簧、三销轴叉和三销节总成从国外进口。注：其中的三销轴叉和三销节总成注：其中的三销轴叉和三销节总成SDS正开始准备国产化，以降低正开始准备国产化，以降低成本。成本。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴目前目前SDS供给一汽集团传动轴汇总供给一汽集团传动轴汇总序序号号产品名称产品名称万向节类型万向节类型备注备注轮毂侧轮毂侧变速箱侧变速箱侧1小红旗小红

11、旗1.8 MTRF95VL1072小红旗小红旗2.4 ATUF95AAR29003M6AC2600iAAR2600i4捷达捷达1.6 MTRF95VL955捷达捷达1.6 ATRF95AAR20006宝来宝来(高尔福高尔福)1.6/1.8 MTAC98VL26007宝来宝来(高尔福高尔福) 1.6/1.8/1.8T ATAC98AAR20008C5 1.8 MTUF2500VL1079C6 /B6前传动轴前传动轴UF3700iAAR3300i10C6/B6 后传动轴后传动轴UF2600iVL370011SLW(CADDY)UF2600iVL2600注注: M6所采用的万向节是所采用的万向节是G

12、KN最新的技术最新的技术, 均是改进型万向节均是改进型万向节.FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴序号序号产品名称产品名称万向节类型万向节类型备注备注轮毂侧轮毂侧变速箱侧变速箱侧1别克别克3.0l/2.5l/2.0lRF95GI26502赛欧赛欧1.6lRF91VL913凯越凯越 1.6lRF95GI 2600i4Ford 蒙迪欧蒙迪欧 2.5lAC2600iAAR2600i5Ford爱卡爱卡RF91GI2000i6Honda OdysseyAC98AAR27007风神蓝鸟风神蓝鸟 2.0AC98GI2600/DO908神龙富康神龙富康1.4l/1.6lRF95GI2000i

13、9神龙标志神龙标志307RF95GI2000i10帕萨特帕萨特 2.0/1.8T MT/ATUF95VL107/ AAR290011桑塔纳桑塔纳MT/ATRF95VL95/ AAR290012Polo 1.6 MT/ATRF95VL2600/AAR2600i13途兰途兰MT/ATUF2600i(AC98)VL2600/AAR2600i国内主要车型的万向节类型国内主要车型的万向节类型主要台架试验主要台架试验FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴传动轴扭转疲劳和静扭强度试验传动轴扭转疲劳和静扭强度试验上面试验机可以用来做M6传动轴的扭转疲劳和静扭强度试验 FAW Car Co.,L

14、td红旗红旗M6传动轴传动轴 万向节寿命试验万向节寿命试验上面试验机可以用来做M6传动轴的万向节的寿命试验 FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴 万向节静强度试验万向节静强度试验上面试验机可以用来做M6传动轴静强度和万向节静强度的试验 FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴 功能试验功能试验上面试验机可以用来做M6传动轴圆周间隙 、移距摆角曲线 、轴向间隙 、最大摆角 等传动轴的功能性试验 FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴 护套试验护套试验上面试验机可以用来做M6传动轴护套高低温等多种护套试验 FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传

15、动轴传动轴GKN最新的等速万向节介绍最新的等速万向节介绍FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴DOiVLiACiUFiGIiAARi球节球节三销万向节三销万向节FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴DOiVLiACiUFi其中的球节其中的球节VLi和和DOi用于变速箱侧，统称移动节用于变速箱侧，统称移动节球节球节其中的球节其中的球节ACi和和UFi用于轮毂侧，统称固定节用于轮毂侧，统称固定节FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴ACiUFi固定节（球节）固定节（球节）ACi 固定节最大摆角 47，UFi 固定节最大摆角 50ACi和UFi的区别主

16、要就是摆角不一样。根据整车实际摆角需要，选择ACi或UFi万向节。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴GIiAARi三销万向节（移动节）三销万向节（移动节）GIi 移动节常用工作角度小于6，AARi 移动节常用工作角度小于10AARi 移动节的NVH性能优于GIi，AARi系列万向节是目前世界上最好的移动节。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴-AC2600i节最大摆角时的工作状态节最大摆角时的工作状态FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴AngularitDiagramme angle de coulissementAAR2600i 移动节

17、移动曲线图移动节移动曲线图角度角度移距移距FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴固定球节的历史固定球节的历史19201940196019802000GKN9粒钢球首先在欧洲使用GKN 10粒钢球在后驱动传动轴中使用GKN 8粒钢球的VL节面市Variation of Ball numbers is not new钢球数量的变化不是新事！FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴固定球节的市场反馈固定球节的市场反馈 改进寿命性能更加重要，以支持整车寿命的提高改进寿命性能更加重要，以支持整车寿命的提高50%以上产品的以上产品的OEM以提供以提供1年使用期为标准年使用期为

18、标准45%产品的产品的OEM以提供以提供3年使用期为标准年使用期为标准97%产品产品OEM和经销商共同来保证和经销商共同来保证3年使用期年使用期Example: Review of the UK OEM Vehicle Warranties0246AudiBMWCitroenChryslerMitsubishiDaewooDaihatsuFiatFordHondaHyundaiIsuzuJaguarKiaLandroverMazdaMercedes BenzNissanPeugeotPorscheProtonRenaultRover SaabSeat SuzukiToyotaVW Vauxha

19、llVolvo Years Warranty CoverOEMDealerJuly 2001FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴BallsBalls作实事求是的比较作实事求是的比较,按现在的标准来评估按现在的标准来评估6,7,&8钢球钢球AC的设计（如的设计（如AC2300i）68Schematic Layout 6，7&8粒钢球的设计研究粒钢球的设计研究Number of ballsOD mmGT factor cm3PCD mmball diameter mm682.250.7555.517.46782.250.7556.9915.95(*)882.250.7558.16

20、14.77(*)*: ideal ball diameters, no standard sizes按以下假设：按以下假设：相同的外径相同的外径相同的能力系数相同的能力系数相同的外星轮壁厚相同的外星轮壁厚FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴ALAJAWAXAM(x6)APN678Number of balls050100150200Cage Cross Section AM mm2equal window lengthunequal window length增加钢球的数量增加钢球的数量,将减小窗将减小窗筋。如果要保证大角度的筋。如果要保证大角度的强度强度,要采取如装配用的不

21、要采取如装配用的不等宽的窗口等措施。等宽的窗口等措施。非常不利！非常不利！ 6，7&8粒钢球的设计研究粒钢球的设计研究-球笼的强度球笼的强度FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴678Number of balls5060708090100Track Height IROR 6，7&8粒钢球的设计研究粒钢球的设计研究-球道高度球道高度增加钢球的数量将略减小内外星增加钢球的数量将略减小内外星轮球道的高度，这将导致比如相轮球道的高度，这将导致比如相似度的增加或球道接触角的减小似度的增加或球道接触角的减小。这对大角度大扭矩的寿命这对大角度大扭矩的寿命非常不利！非常不利！FAW Car

22、 Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴如果没有足够的球道高度来支撑接触椭圆，应如果没有足够的球道高度来支撑接触椭圆，应力集中将给球道边缘带来很高的风险。力集中将给球道边缘带来很高的风险。球道承载的有限元分析球道承载的有限元分析 6，7&8粒钢球的设计研究粒钢球的设计研究-球道高度影响的解释球道高度影响的解释FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴678Number of balls051015202530Wrap Angle 增加钢球的好处：增加钢球的好处：可略微提高摆角可略微提高摆角6，7&8粒钢球的设计研究粒钢球的设计研究- 球笼球笼的摆角的摆角FAW Car Co.,Lt

23、d红旗红旗M6传动轴传动轴678Number of balls051015202530Shaft Diameter mm6，7&8粒钢球的设计研究粒钢球的设计研究- 轴轴的直径的直径增加钢球的好处：增加钢球的好处：可略微增大轴的直径，可略微增大轴的直径，为了补偿摆角性能为了补偿摆角性能增大轴的直径增大轴的直径并没有实质性的意义。并没有实质性的意义。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴678Number of balls0510Inner Race Wall Thickness mm6，7&8粒钢球的设计研究粒钢球的设计研究- 内内星轮星轮好处好处：增加钢球可以增加内星轮的壁厚

24、，同时允许增大内花键直径。增加钢球可以增加内星轮的壁厚，同时允许增大内花键直径。产品没有优势：产品没有优势：尽管这样，轴的粗细应与尽管这样，轴的粗细应与6粒钢球一样，除非降低摆角能力，粒钢球一样，除非降低摆角能力，然而这样将不能平衡设计。然而这样将不能平衡设计。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴060120180240300360Rotational angle 010203040506070Active Track Loads kN6 balls8 ballsComparison of 6 vs 8 BallsArticulation angle = 45 Torque

25、= 2300Nm固定球节分析固定球节分析球道受力球道受力好处：好处： 增加钢球降低了球道的受力增加钢球降低了球道的受力较低负载允许外星轮壁厚略薄，但是可能会影响热处理较低负载允许外星轮壁厚略薄，但是可能会影响热处理FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴球道的接触压力球道的接触压力060120180240300360Rotational angle 0123456Hertzian Pressure OR kN/mm26 balls8 ballsComparison of 6 vs 8 BallsArticulation angle = 45 Torque = 2300Nm接触区的

26、压力两者差不多，能力系数一样。接触区的压力两者差不多，能力系数一样。FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴静扭静扭8粒钢球：提高了强度提高了强度20003000400050006000708090100Outer Diameter (mm)Failure Torque (Nm)6 ball design8 ball designFAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴6钢球的设计在寿命上有明显的优势钢球的设计在寿命上有明显的优势GKN NGH OD=72.5mm 8 Ball OD=72.6mm寿命寿命FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴 For

27、 8 ball joint compared to GKN 6 ball design6&8粒钢球设计比较粒钢球设计比较- 22% reduction in track forces 球道受力球道受力 减少了减少了22%- 50% reduction in cage to ball force 球笼对钢球的力减少了球笼对钢球的力减少了50%- 20% increase in inner race contact stress内星轮接触应力增加了内星轮接触应力增加了20%- 15% increase in outer race contact stress外星轮接触应力增加了外星轮接触应力增加了

28、15%- 5% increase in extent of contact ellipse接触椭圆区域增加了接触椭圆区域增加了5%- 5% decrease in track height to support contact ellipse-球道高度减少了球道高度减少了5%FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴Nominal Contact Pressure + 15%名义接触压力增加了名义接触压力增加了15%Contact Ellipse + 5%应力椭圆增加了应力椭圆增加了5%Track Height - 5%球道高度低了球道高度低了5%理理论论研研究究的的形形象象话话描描述述FAW Car Co.,Ltd红旗红旗M6传动轴传动轴性能总结比较性能总结比较00Packaging 外径外径(Outer Diameter)32.032.9GT Factor 能力系数能力系数- 40%0Endurance 寿命试验寿命试验(GKN SMBP)+ 0.4 %0E