1、v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行1萬向傳動裝置萬向傳動裝置部門：SP平臺部講師：田智慧課時：60分鐘目的：專業小組能力提升v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行2目錄萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性24傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數31萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹傳動軸中間支撐及軸管傳動軸中間支撐及軸管6傳動軸新技術的應用傳動軸新技術的應用5失效模式及后果分析失效模式及后果分析v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行3v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行4v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行5v技術研究院傳動

2、軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行6共性的東西您看到了嗎？v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行71 1）變速器與驅動橋之間）變速器與驅動橋之間2 2）變速器與分動器之間）變速器與分動器之間3 3）驅動橋的半軸）驅動橋的半軸4 4）斷開式驅動橋的半軸）斷開式驅動橋的半軸5 5）轉向軸）轉向軸萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹1v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行8萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹11 1）組成）組成 由萬向節、傳動軸組成，有的裝有中間支承。由萬向節、傳動軸組成，有的裝有中間支承。2 2）功用）功用 在軸間夾角及相互位置經常發生變化的轉軸之間傳在軸間夾角及

3、相互位置經常發生變化的轉軸之間傳 遞動力。遞動力。 1-變速器；變速器；2-中間支承；中間支承；3-后驅動橋；后驅動橋；4-后傳動軸；后傳動軸；5-球軸承；球軸承；6-前傳動軸前傳動軸 v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行93 3）設計的基本要求：）設計的基本要求： 1 1、保證所連接的兩根軸相對位置在預計范圍內變動時，、保證所連接的兩根軸相對位置在預計范圍內變動時， 能可靠地傳遞動力。能可靠地傳遞動力。 2 2、保證所連接兩軸盡可能等速運轉。、保證所連接兩軸盡可能等速運轉。 3 3、由于萬向節夾角產生的附加載荷、振動和噪聲應在允、由于萬向節夾角產生的附加載荷、振動和噪聲應在允

4、許范圍內。許范圍內。 4 4、傳動效率高，使用壽命長，結構簡單，制造方便，維、傳動效率高，使用壽命長，結構簡單，制造方便，維 修容易等。修容易等。 萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹1v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行10萬向傳動裝置介紹萬向傳動裝置介紹11.1.剛性萬向節剛性萬向節: :不等速萬向節不等速萬向節( (十字軸式十字軸式) )準等速萬向節準等速萬向節( (雙聯式雙聯式, ,三銷軸式三銷軸式) )等速萬向節等速萬向節( (球籠式球籠式, ,球叉式球叉式) )2.2.撓性萬向節撓性萬向節萬向節的分類萬向節的分類v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行11萬向節

5、結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行121-套筒套筒2-十字軸十字軸3-萬向節叉萬向節叉4-卡環卡環5-滾針軸承滾針軸承6-萬向節叉萬向節叉萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行13萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2VA=1r=2rcos 所以所以2=1/cos 此此時時21VB=1rcos=2r 所以所以2=1cos 此時此時21v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行14萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行15萬向

6、節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2平行式排列平行式排列等腰式排列等腰式排列 1)1)等角速排列方式等角速排列方式 2)2)等角速排列條件：等角速排列條件： 第一個萬向節的從動叉和第二第一個萬向節的從動叉和第二個萬向節的主動叉與傳動軸相連，個萬向節的主動叉與傳動軸相連，且傳動軸兩端的萬向節叉在同一且傳動軸兩端的萬向節叉在同一平面內；平面內； 輸入軸、輸出軸與傳動軸的夾輸入軸、輸出軸與傳動軸的夾角相等，即角相等，即1=2。u萬向節的磨損是以十字軸萬向節的磨損是以十字軸軸徑和滾針軸承的磨損為標軸徑和滾針軸承的磨損為標志（潤滑、密封性能）志（潤滑、密封性能）v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質

7、瘋狂抓執行16萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2雙聯式雙聯式1 1、2-2-萬向節叉軸，萬向節叉軸，3-3-雙聯叉雙聯叉1=22)2)等角速排列條件：等角速排列條件：1)1)長度減縮至最小的長度減縮至最小的雙萬向節雙萬向節v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行17萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2三銷軸式三銷軸式1主動偏心軸叉主動偏心軸叉2、4三銷軸三銷軸3從動偏心軸叉從動偏心軸叉5卡環卡環6軸承座軸承座7襯套襯套8毛氈圈毛氈圈9密封罩密封罩10推力墊片推力墊片 v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行18萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性21)1)

8、三銷軸式萬向節是由三銷軸式萬向節是由雙聯式萬向節演變而來雙聯式萬向節演變而來的準等速萬向節的準等速萬向節2)2)最大特點是允許相鄰最大特點是允許相鄰兩軸有較大的交角，兩軸有較大的交角，最最大可達大可達4545度。采用此萬度。采用此萬向節的轉向驅動橋可使向節的轉向驅動橋可使汽車獲得較小的轉彎半汽車獲得較小的轉彎半徑，提高了汽車的機動徑，提高了汽車的機動性。性。 v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行19萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性21)1)基本原理：傳力點永遠位于基本原理：傳力點永遠位于兩軸交點的平分面上。兩軸交點的平分面上。工作原理圖工作原理圖2)2)兩個大小相同錐齒輪

9、的接觸兩個大小相同錐齒輪的接觸點點P P位于兩齒輪軸線交角位于兩齒輪軸線交角的平的平分面上，由分面上，由P P點到兩軸的垂直距點到兩軸的垂直距離都等于離都等于r r。P P點處兩齒輪的圓點處兩齒輪的圓周速度相等，兩齒輪的角速度周速度相等，兩齒輪的角速度也相等。可見，若萬向節的傳也相等。可見，若萬向節的傳力點在其交角變化時，始終位力點在其交角變化時，始終位于兩軸夾角的平分面上，就能于兩軸夾角的平分面上，就能保證等速傳動。保證等速傳動。v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行20萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2球籠式球籠式鋼球鋼球主動軸主動軸星形套（內滾道）星形套（內滾道）球籠

10、（保持架）球籠（保持架）球形殼（外滾道）球形殼（外滾道）v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行21萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性21)1)等速性：當中段半軸等速性：當中段半軸( (主動軸主動軸) )和外球座軸和外球座軸( (從動從動軸軸) )之間夾角之間夾角發生變化發生變化時，傳力鋼球中心始終位時，傳力鋼球中心始終位于兩軸交角的平分面上，于兩軸交角的平分面上，并且到兩軸線的距離相等并且到兩軸線的距離相等2)2)特點：球籠式萬向節工特點：球籠式萬向節工作時六個鋼球都參入傳力作時六個鋼球都參入傳力，故承載能力強、磨損小，故承載能力強、磨損小、壽命長。它被廣泛應用、壽命長。它被

11、廣泛應用于各種型號的轉向驅動橋于各種型號的轉向驅動橋和獨立懸架的驅動橋和獨立懸架的驅動橋v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行22萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行23萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行24萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行25萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行26萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命

12、提品質 瘋狂抓執行27萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性2v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行28萬向節結構及運動特性萬向節結構及運動特性21 1螺絲螺絲 2 2橡膠橡膠 3 3中心鋼球中心鋼球4 4黃油嘴黃油嘴 5 5傳動凸緣傳動凸緣 6 6球座球座撓性萬向節是由橡膠撓性萬向節是由橡膠件將主被動軸叉交錯件將主被動軸叉交錯連接而成，依靠橡膠連接而成，依靠橡膠件的彈性變形，能夠件的彈性變形，能夠實現轉動軸線的小角實現轉動軸線的小角度（度（3 35 5）偏轉）偏轉和微小軸向位移，吸和微小軸向位移，吸收傳動系中的沖擊載收傳動系中的沖擊載荷和衰減扭轉振動，荷和衰減扭轉振動，具有結構

13、簡單，無需具有結構簡單，無需潤滑等優點。潤滑等優點。 v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行293中間支撐中間支撐中間支撐及軸管中間支撐及軸管1 1）中間支承通常裝）中間支承通常裝在車架橫粱上，能在車架橫粱上，能補償傳動軸軸向和補償傳動軸軸向和角度方向的安裝誤角度方向的安裝誤差，以及汽車行駛差，以及汽車行駛過程中因發動機竄過程中因發動機竄動或車架變形等引動或車架變形等引起的位移。起的位移。2）中間支承常用彈性元件來滿）中間支承常用彈性元件來滿足上述要求，它主要由軸承、足上述要求，它主要由軸承、帶油封的蓋、支架、彈性元件帶油封的蓋、支架、彈性元件等組成。等組成。v技術研究院傳動軸項目

14、小組v玩命提品質 瘋狂抓執行303軸管軸管中間支撐及軸管中間支撐及軸管1 1）功用）功用傳動軸是萬向傳動裝置中的傳動軸是萬向傳動裝置中的主要傳力部件。通常用來連接主要傳力部件。通常用來連接變速器變速器( (或分動器或分動器) )和驅動橋，和驅動橋，在轉向驅動橋和斷開式驅動橋在轉向驅動橋和斷開式驅動橋中，則用來連接差速器和驅動中，則用來連接差速器和驅動輪。輪。2）構造）構造壁厚均勻的軸管壁厚均勻的軸管傳動軸過長，易共振，將其分成兩段并加傳動軸過長，易共振，將其分成兩段并加 中間支承中間支承兩端焊接的花鍵軸和萬向節叉組成兩端焊接的花鍵軸和萬向節叉組成滑動花鍵連接，以實現傳動軸長度的變化滑動花鍵連接

15、，以實現傳動軸長度的變化用平衡片修補平衡量用平衡片修補平衡量v為了得到較高的強度和剛度，軸管多做成空心、壁厚均勻的鋼管，一般為了得到較高的強度和剛度，軸管多做成空心、壁厚均勻的鋼管，一般由厚度由厚度1.5-3.0mm1.5-3.0mm的薄鋼板卷的薄鋼板卷焊而成焊而成v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行313中間支撐及軸管中間支撐及軸管v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行32傳動軸伸縮花鍵齒側擠壓應力 軸管外徑臨界轉速 軸管的剪切應力 當量夾角4傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行33傳動軸伸縮花鍵齒側擠壓應力計算 1

16、0)2)(4(30HhhhhhsnLdDdDKTTs傳動軸計算轉矩（傳動軸計算轉矩（Nm ）；K花鍵處轉矩分布不均勻系數，花鍵處轉矩分布不均勻系數，K=1.31.4；Lh花鍵有效工作長度（花鍵有效工作長度（mm）；）； Dh，dh花鍵的大徑和小徑（花鍵的大徑和小徑（mm）；）； n0花鍵齒數；花鍵齒數； 齒側許用擠壓應力齒側許用擠壓應力(MPa) H4傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行34deseKiTT1gmaxT Temaxemax發動機最大轉矩（Nm）；I Ig1 g1 變速器一檔傳動比；K Kd d 動載系數(一般貨車、越野汽車取Kd

17、=1)； 發動機到傳動軸之間的傳動效率（98%） 。4傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數發動機最大轉矩和一擋速比來計算傳動軸所承受的載荷：發動機最大轉矩和一擋速比來計算傳動軸所承受的載荷： 驅動輪打滑來計算傳動軸所承受的載荷：驅動輪打滑來計算傳動軸所承受的載荷： mrssirmGT122G2 滿載狀態下后橋上的靜載荷（Nkg） 2m汽車最大加速度時后軸負荷轉移系數 轎車： =1.21.4=1.11.2 貨車：輪胎與路面間的附著系數 可取0.85 rr車輪滾動半徑（m）；i1后橋主減速器主減速比；m主減速器主動齒輪到車輪之間的傳動效率（98%）Ts的取值的取值v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提

18、品質 瘋狂抓執行35軸管外徑臨界轉速計算 2121218101.2ldDncnc 傳動軸軸管的臨界轉速傳動軸軸管的臨界轉速(rpm); l1 傳動軸長傳動軸長(mm); d1 前傳動軸軸管內徑前傳動軸軸管內徑(mm). D1 前傳動軸軸管外徑前傳動軸軸管外徑(mm); 4傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數傳動軸工作的最高轉速需通過最高車速和發動機的額定轉速確定！v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行36軸管的剪切應力 c1016341411csdDTD 許用應力許用應力;Ts傳動軸計算轉矩（傳動軸計算轉矩（N）; cd1 前傳動軸軸管內徑（前傳動軸軸管內徑（mm）. D1 前傳動

19、軸軸管外徑（前傳動軸軸管外徑（mm）; 4傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數一般取一般取300(MPa) v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行37v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行38當量夾角當量夾角4傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數232221aaaae1、公式中的正、負取決于萬向節叉的相位角：、公式中的正、負取決于萬向節叉的相位角：當當 0時，符號為時，符號為“” 當當90時，符號為時，符號為“”2、根據車輛的常用工況進行校核：乘用車計算半載狀態、根據車輛的常用工況進行校核：乘用車計算半載狀態 貨車類計算空載和滿載兩種狀態貨車類計算空載和滿載兩種狀態 3

20、v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行39當量夾角當量夾角4傳動軸設計校核參數傳動軸設計校核參數v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行405失效模式及后果分析失效模式及后果分析序號失效模式表現形式原因分析1花鍵軸套異常磨損行駛異響表面加工處理不對潤滑不良2十字軸承異常磨損行駛異響十字軸徑與軸承配合過緊;潤滑不良;十字軸規格低;十字軸硬度低;3十字軸斷裂車輛失去動力十字軸規格低,扭轉強度不夠;4萬向節起動力矩過大轉動不靈活,裝車困難,加劇十字軸磨損十字軸徑與軸承配合過緊;潤滑不良5行車時傳動軸共振整車抖動,乘坐舒適性下降傳動軸動平衡不符合要求;傳動軸總成布置不合理;中間支撐失效v技術研究院傳動軸項目小組v玩命提品質 瘋狂抓執行415失效模式及后果分析失效模式及后果分析序號失效模式表現形式原因分析6行車時花鍵軸與花鍵套脫落車輛失去動力花鍵軸與花鍵套的嚙合工作長度不滿足使用要求;7叉件耳孔斷裂車輛失去動力耳孔部位強度不夠;傳動軸設計承載扭矩不滿足要求8軸管變形整車抖動,乘坐舒適性下降軸管強度不夠;傳動軸設計承載扭矩不滿足要求9花鍵軸變形或斷裂傳動軸不能