汽车底盘构造与维修 课件 项目四 万向传动装置结构及检修

《汽车底盘构造与维修》教学课件书号：ISBN定价：

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机械工业出版社项目四

万向传动装置结构及维修项目分析

在发动机前置后轮驱动的汽车上，从变速器输出的动力需经过万向传动装置传递给驱动车轮，以保证汽车能够产生驱动力。变速器通过螺栓紧固在车架上，相对于车架是固定不动的；而驱动桥则通过悬架跟车架连接，其位置是活动的，因此，二者之间除了传力之外还需满足两轴之间相对角度和位置的经常变化。本项目主要带领读者了解万向传动装置的基本功用，学习万向节的结构和传力特征，掌握万向传动装置的规范拆检，并能对常见故障进行分析和诊断。学习任务1认识万向传动装置任务目标01任务导入02知识链接03课程思政

引导学生在实车教学模型上认识万向传动装置，观察万向传动装置除了用在汽车传动系统中外，还有哪些系统或总成中也有所应用。鼓励学生仔细观察、勤于思考，培养学生举一反三的能力。知识目标任务目标1.了解万向传动装置的功用；2.熟悉万向传动装置在汽车上的应用；3.掌握万向传动装置的基本组成。技能目标能够正确指认万向节和传动轴的安装位置。素养目标1.鼓励学生仔细观察、勤于思考；2.培养学生举一反三的能力。任务目标任务导入

对于前置前驱的汽车，动力从变速器输出后直接进入了前驱动桥，而对于前置后驱的汽车，从变速器输出的动力需经过万向传动装置才能进入后驱动桥。万向传动装置在前置后驱的汽车中是如何布置的？又是如何传力的呢？本任务带领大家一起认识万向传动装置。知识链接——认识万向传动装置一、万向传动装置的功用

万向传动装置主要用于两轴线相交且两轴相互位置和夹角经常发生变化的转轴之间传递动力。以发动机前置后轮驱动汽车为例，在变速器与驱动桥之间就设有万向传动装置。变速器通过螺栓紧固在车架上，可以认为变速器相对于车架的位置是固定的；驱动桥则通过悬架与车架相连接，由于悬架自身变形和其位置的变化，可以认为驱动桥相对于车架是活动的。因此，变速器输出轴与驱动桥输入轴不在同一条轴线上，且二者轴线的夹角和相互位置会经常发生变化，为了在这两轴之间能够可靠地传递动力，因此装设了万向传动装置。知识链接——认识万向传动装置二、万向传动装置的组成

万向传动装置主要包万向传动装括传动轴和万向节，在前后轴距离较远的汽车上，为了提高传动轴的刚度，还装有中间支承。知识链接——认识万向传动装置三、万向传动装置的应用1.变速器与驱动桥之间2.变速器与分动器、分动器与驱动桥之间（越野汽车）知识链接——认识万向传动装置3.转向驱动桥和驱动桥（独立悬架）的内、外传动轴之间4.转向机构的转向轴和转向器之间学习任务2万向节任务目标01任务导入02知识链接03课程思政在任务引入时，通过介绍民族企业家鲁冠球专注研发和生产万向节的故事，激发学生的民族自豪感，提升专业自信，引导学生懂得扎实的专业技能、专注的做事态度、持之以恒的坚韧与不懈的追求是成功的重要条件。讲解等速万向节时，通过视频演示，引导学生发现并欣赏机械结构中穿越古今的中式对称美，体验平衡、和谐、简约的美学意境，从而激发学生热爱专业、追求美好的青春信念。知识目标任务目标1.了解各类万向节的特点及其应用2.掌握十字轴式刚性万向节的结构及不等速特性3.掌握球笼式式等速万向节的结构及传力特征；技能目标能够正确区分和辩认不同类型的万向节。素养目标1.激发学生的民族自豪感，提升专业自信；2.培养学生专注、坚持的良好品质。3.引导学生发现并欣赏机械美，激发专业兴趣和追求美好的青春信念。任务目标任务导入

“汽车名人堂”被誉为汽车界的“诺贝尔”终身成就奖，它被授予对全球汽车产业做出过卓越贡献的人，包括爱迪生、卡尔·本茨、丰田喜一郎、亨利·福特等。2022年，该奖项第一次颁给了一名中国人——鲁冠球。知识链接——万向节一、十字轴式刚性不等速万向节

十字轴式刚性万向节主要由十字轴、万向节叉等组成，结构如图所示。它允许相邻两轴的最大交角为15°-20°。

万向节轴承的常见定位方式有如图所示的盖板定位式，也有用内、外弹簧卡环定位式，如图所示。1.十字轴式刚性万向节结构知识链接——万向节

为了使装用十字轴刚性万向节的两轴间实现等角速传动，通常采用如图所示的双十字轴刚性万向节传动方式，用第二个万向节的不等速特性抵消第一个万向节的不等速特性，从而实现两轴间的等角速传动。具体条件是：（1）安装时保证第一个万向节的从动叉与第二个万向节的主动叉处于同一平面；（2）第一个万向节两轴间的夹角α1与第二万向节两轴间的夹角α2相等，即α1=α2。2．十字轴式刚性万向节的速度特性双十字轴刚性万向节等速传动布置图知识链接——万向节二、等角速万向节基本原理：使传力点始终位于两轴夹角的平分面上。一对大小相同锥齿轮互相啮合，其啮合点P位于两齿轮轴线交角的平分面上，由P点到两轴的垂直距离都等于r。P点处两齿轮的圆周速度相等，两齿轮的角速度也相等。因此，只要万向节的传力点在其交角变化时始终位于两轴夹角的平分面上，就能够保证两轴等速传动。等速万向节的工作原理知识链接——万向节

常见的球笼式万向节按其内、外滚道结构不同可以分为固定球笼（外球笼）式万向节（RF节）和伸缩球笼（内球笼）式万向节（VL节），实物如图。

球笼式万向节由六个钢球、星形套（内滚道）、球形壳（外滚道）和保持架等组成，其结构如图所示。1．球笼式万向节知识链接——万向节球笼式万向节的外滚道中心A与内滚道中心B分别位于万向节中心O的两边，并且与O的距离相等，钢球中心C为万向节的传力点，C到A点和B点的距离相等。

由于球笼式万向节工作时六颗钢球均参与传力，因此承载能力强、结构紧凑，拆装方便，磨损小、寿命长，且两轴最大交角可达42°~45°。因此被广泛应用于各种型号的转向驱动桥和独立悬架的驱动桥中。球笼式万向节的等速性知识链接——万向节结构：主动叉、从动叉、四个传动钢球、中心钢球、定位销、锁止销等组成。2．球叉式万向节知识链接——万向节筒形壳通过其外缘螺栓孔与主动轴连接，从动轴通过花键连接于三枢轴内孔。当筒形壳被主动轴带动转动时，安装在三枢轴上的球形滚轮带动三枢轴转动，进而带动从动轴转动，实现动力的传递。3.三枢轴式万向节学习任务3传动轴和中间支承任务目标01任务导入02知识链接03课程思政传动轴的滑动花键和花键轴管上都刻有带箭头的记号，安装时记号要对齐，否则将破坏传动轴的动平衡而导致传动轴变形甚至折断。通过讲解这对小标记引导学生懂得“细节决定成败”的道理，在学习和实践中要努力养成规范认真、注重细节的好习惯。知识目标任务目标1.了解传动轴和中间支承的功用及分类；2.掌握传动轴和中间支承的结构；3.理解传动轴上装配标记的重要意义。技能目标1.能够正确分析传动轴和中间支承的结构；2.能够规范安装传动轴和中间支承。素养目标1.引导学生养成规范认真、注重细节的良好职业素养；2.提升学生的安全意识。任务目标任务导入

一辆五菱宏光puls紧凑型商务车，搭载六档手动变速器，行驶里程20.3万公里。车主反映行驶过程中出现车身抖动现象，伴随着明显噪音，且起步或变速时有撞击声响。请结合传动轴的结构及安装要求，小组合作分析并诊断该故障。知识链接——传动轴和中间支承一、传动轴

传动轴是万向传动装置中的主要传力部件。通常用来连接变速器(或分动器)和驱动桥，在转向驱动桥和断开式驱动桥中，则用来连接差速器和驱动车轮。1．功用知识链接——传动轴和中间支承

传动轴有实心轴和空心轴之分。为了减轻传动轴的质量，节省材料，提高轴的刚度和强度，传动轴多为空心轴，一般用厚度为1.5~3.0mm的薄钢板卷焊而成，超重型货车则直接采用无缝钢管。转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的传动轴通常制成实心轴。2．结构知识链接——传动轴和中间支承

对前置后驱的汽车，若传动轴过长，则自振频率降低，易产生共振，故将传动轴分成两段并加装中间支承。传动轴前段称为中间传动轴，中间支承设于其后端部。中间传动轴前端焊有万向节叉，后端焊有花键轴，其上套装带内花键的凸缘盘；主传动轴前端焊有花键轴，其上套装滑动叉并在花键轴上可以轴向滑动，滑动部位用润滑脂润滑，并用油封(即橡胶伸缩套)防漏、防水、防尘，滑动叉前端装有带小孔的堵盖，保证花键部位伸缩自由。知识链接——传动轴和中间支承二、中间支承

中间支承通常在传动轴较长需要分段时加装于车架横梁上，用于支承传动轴，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引起的微量位移。1．功用知识链接——传动轴和中间支承

中间支承如图所示，常用弹性元件来满足上述功用。常见的类型有双列圆锥滚子轴承式、蜂窝软垫式、摆动式以及中间支承轴式几种。普通中间支承主要由轴承、轴承座和支架等组成，如图所示。轴承装于轴承座中并固定在中间传动轴后部的轴颈上，油封装于轴承两端，之间装有弹性元件橡胶垫环，用三颗螺栓紧固，橡胶垫环的外缘装于U形支架内，紧固时，橡胶垫环会径向扩张，其外缘被紧紧挤于U形支架的内孔中。2．结构中间支承组成学习任务4万向传动装置的拆装检修及故障诊断任务目标01任务导入02知识链接03课程思政指导学生完成万向传动装置的拆装和检修，分析万向传动装置常见故障，引导学生分析故障原因并进行诊断，强化安全意识和责任意识，要求全程做到8S管理，规范操作，养成良好的工作习惯和职业素养，提升工匠精神。知识目标任务目标1.了解万向传动装置的拆装顺序及规范；2.掌握万向传动装置的检修项目及检修内容；3.熟悉万向传动装置常见故障及原因。技能目标1.能够正确拆装和检修十字轴式刚性万向节和球笼式等角速万向节；2.能够规范拆检并安装万向传动装置；3.能够分析并诊断万向传动装置常见故障。素养目标1.强化学生的安全意识和责任意识；2.养成规范认真的操作习惯，提升工匠精神；3.强化8S管理，养成良好的工作习惯和职业素养。任务目标任务导入

一辆2021款长城风骏5皮卡1.5T汽油两驱进取型小双排车，行驶里程16.9万公里，驾驶员讲述行驶过程中汽车底盘发出异响，车身有振抖。维修人员初步判断故障发生在万向传动装置，请根据万向传动装置的功用及结构，分析维修人员的判断是否合理，小组合作探究导致该故障的原因并进行诊断和排除。知识链接——万向传动装置的拆装检修及故障诊断一、万向传动装置的拆装与检修（1）拆卸打开锁片的锁爪，拆下轴承盖固定螺栓，取下锁片和轴承盖。用手推出轴承套筒及滚针。对于较紧的轴承，可用手握住传动轴或伸缩套，用锤子敲击万向节叉肩部，使十字轴撞击轴承套筒，震出滚针轴承，然后拆出十字轴，分解开万向节叉。（2）装配按与拆卸相反的顺序进行。1.十字轴式刚性万向节的拆装与检修知识链接——万向传动装置的拆装检修及故障诊断（3）检修①检查滚针轴承，如果滚针断裂、油封失效，应更换新件。②检查十字轴轴颈磨损、压痕剥落等情况。十字轴轴颈轻微磨损、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(深度超过0.1mm)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，否则更换新件。④万向节装配完毕后，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，必要时应拆检及重新装配。知识链接——万向传动装置的拆装检修及故障诊断各部件的磨损情况和装配间隙。（外等角速万向节可以酌情单件更换；内等角速万向节某部件磨损严重，则应整体更换）外等角速万向节检查轴、球笼、星形套与钢球表面有无麻点、凹坑及磨损。内等速万向节的检修要检查球形壳、星形套、球笼及钢球表面有无麻点、凹坑及磨损。

防尘罩、卡箍、弹簧挡圈等。2.球笼式万向节的拆装与检修知识链接——万向传动装置的拆装检修及故障诊断（1)目视检查传动轴轴管不得有裂纹及严重的凹瘪、变形等。（2)检查传动轴轴管全长上的径向圆跳动，如图4-20所示。若传动轴长度小于600mm，则测得的径向圆跳动数值应不超过0.6mm；若传动轴长度在600-1000mm之间，则测得的径向圆跳动数值应不超过0.8mm；若传动轴长度大于1000mm，则测得的径向圆跳动数值应不超过1.0mm。

轿车传动轴径向圆跳动应比上述数值相应减小0.2mm。中间传动轴支承轴颈的径向圆跳动为0.10mm。当传动轴轴管的径向圆跳动超过上述数值规定时，应对传动轴进行校正或更换。（3)检查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0.15mm，其他类型的汽车应不大于0.30mm，装配后应能滑动自如。3.传动轴的拆装与检修知识链接——万向传动装置的拆装检修及故障诊断

中间支承的检修（1）检查中间轴承支架是否变形、连接螺栓是否紧固、是否有漏油等现象。（2）检查中间支承的橡胶垫环是否有开裂、油封是否因磨损过甚而失效、轴承是否有松旷或内孔磨损严重等情况。如有，应更换新的中间支承。（3）转动轴承外圈，检查转动是否灵活自如，有无明显的卡滞或松旷，如有，应更换新的中间支承。4.中间支承的拆装与检修知识链接——万向传动装置的拆装检修及故障诊断故障名称——传动轴动不平衡故障现象：

万向节和伸缩叉技术状况良好时，汽车行驶中发出周期性的响声；速度越高响声越大，伴随车身振动，握转向盘的手感觉麻木故障原因：（1）传动轴上的平衡块脱落；（2）传动轴弯曲或传动轴管凹陷；（3）传动轴管与万向节叉焊接不正或传动轴未进行过动平衡试验和校准；（4）伸缩叉安装错位，造成传动轴两端的万向节叉不在同一平面内，不满足等速传动条件。传动轴管凹陷