按萬向節在扭轉方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節和撓性萬向節。鋼性萬向節又可分為不等速萬向節(常用的為十字軸式)、準等速萬向節(如雙聯式萬向節)和等速萬向節(如球籠式萬向節)三種。
不等速萬向節
十字軸式剛性萬向節為汽車上廣泛使用的不等速萬向節,允許相鄰兩軸的限定大交角為15゜~20゜。下圖所示的十字軸式萬向節由一個十字軸,兩個萬向節叉和四個滾針軸承等組成。兩萬向節叉1和3上的孔分別套在十字軸2
十字萬向節工作原理
的兩對軸頸上。這樣當主動軸轉動時,從動軸既可隨之轉動,又可繞十字軸中心在任意方向擺動,這樣就適應了夾角和距離同時變化的需要。在十字軸軸頸和萬向節叉孔間裝有滾針軸承5,滾針軸承外圈靠卡環軸向定位。為了潤滑軸承,十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。
十字軸式剛性萬向節具有結構簡單,傳動效率高的優點,但在兩軸夾角α不為零的情況下,不能傳遞等角速轉動。
當滿足以下兩個條件時,可以實現由變速器的輸出軸到驅動橋的。
十字軸式剛性萬向節
構造
潤滑密封、內外擋圈定位
工作原理
1. 主動叉在垂直位置,并且十字軸平面與主動軸垂直時。此時,主動叉與十字軸連接點a和從動叉與十字軸連
十字軸式剛性萬向節
接點b在十字軸平面上的線速度相等。 (從動叉 向十字軸平面的速度投影) 。
2. 主動叉在水平位置,并且十字軸平面與從動軸垂直時。 (主動叉 向十字軸平面的速度投影) 。
3. 主從動軸的轉角轉速關系。
兩軸交角越大,轉速 越大,傳動軸的不等速性越差。
十字軸萬向節的不等速性:是指從動軸在一周中角速度不均勻,若主動軸以等角速度轉動,則從動軸時快時慢,即單個十字軸萬向節在有夾角時傳動的不等速性。
雙十字軸式萬向節實現兩軸間(變速器的輸出軸和驅動橋的輸入軸)的等速傳動的條件:
①.初個萬向節兩軸間的夾角與次個萬向節兩軸間夾角相等(設計保證);
②. 初個萬向節的從動叉與次個萬向節的主動叉處于同一平面(由裝配保證)。
由于在采用非獨立懸架時,變速器和主減速器相對位置不斷變化,條件一很難滿足,只能做到不等速性盡可能小。
十字軸雙萬向節傳動的等速條件:在變速器的輸出軸和驅動橋的輸入軸之間,采用雙萬向節傳動,則初個萬向節的不等速度效應就有可能被次個萬向節的不等速度效應所抵消,從而實現兩軸間的等角速傳動。根據運動學分析得知,要達到這一目的,需滿足兩個條件①初個萬向節兩軸間夾角α1與次個萬向節兩軸間夾角α2相等;②初個萬向節的從動叉與次個萬向節的主動叉于同一平面內。初個條件只有在驅動輪采用獨立懸架時,才有可能通過整車的總體布置設計和總裝配工藝的保證而實現。