什麼是萬向節？

1、什麼是萬向節

萬向節
萬向節即萬向接頭，英文名稱universaljoint，是實現變角度動力傳遞的機件，用於需要改變傳動軸線方向的位置，它是汽車驅動系統的萬向傳動裝置的“關節”部件。萬向節與傳動軸組合，稱為萬向節傳動裝置。萬向節的結構和作用有點象人體四肢上的關節，它允許被連接的零件之間的夾角在一定范圍內變化。為滿足動力傳遞、適應轉向和汽車運行時所產生的上下跳動所造成的角度變化，前驅動汽車的驅動橋，半軸與輪軸之間常用萬向節相連。但由於受軸向尺寸的限制，要求偏角又比較大，單個的萬向節不能使輸出軸與軸入軸的瞬時角速度相等，容易造成振動，加劇機件的損壞，產生很大的噪音，所以廣泛采用各式各樣的等速萬向節。在前驅動汽車上，每個半軸用兩個等速萬向節，靠近變速驅動橋的萬向節是半軸內側萬向節，靠近車軸的是半軸外側萬向節。在後驅動汽車上，發動機、離合器與變速器作為一個整體安裝在車架上，而驅動橋通過彈性懸掛與車架連接，兩者之間有一個距離，需要進行連接。汽車運行中路面不平產生跳動，負荷變化或者兩個總成安裝的位差等，都會使得變速器輸出軸與驅動橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發生變化，因此在後驅動汽車的萬向節傳動形式都采用雙萬向節，就是傳動軸兩端各有一個萬向節，其作用是使傳動軸兩端的夾角相等，保證輸出軸與軸入軸的瞬時角速度始終相等。
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，允許相鄰等速萬向節

等速萬向節

兩軸的最大交角為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，這樣就適應瞭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。為瞭潤滑軸承，十字軸上一般安有註油嘴並有油路通向軸頸。潤滑油可從註油嘴註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。

2、1．概述

結構圖

在汽車傳動系及其它系統中，為瞭實現一些軸線相交或相對位置經常變化的轉軸之間的動力傳遞，必須采用萬向傳動裝置。萬向傳動裝置一般由萬向節和傳動軸組成，有時還要有中間支承，主要用於以下一些位置：1-萬向節；2-傳動軸；3-前傳動軸；4-中間支承
發動機前置後輪驅動汽車（見圖(a)）的變速器與驅動橋之間。當變速器與驅動橋之間距離較遠時，應將傳動軸分成兩段甚至多段，並加設中間支承。多軸驅動的汽車的分動器與驅動橋之間或驅動橋與驅動橋之間（見圖(b)）。由於車架的變形，會造成軸線間相互位置變化的兩傳動部件之間。如圖(c)所示為在發動機與變速器之間。
采用獨立懸架的汽車的與差速器之間（見圖(d)）。轉向驅動車橋的差速器與車輪之間（見圖(e)）。汽車的動力輸出裝置和轉向操縱機構中（見圖(f)）。

萬向節是實現變角度動力傳遞的機件，用於需要改變傳動軸線方向的位置。

（1）萬向節的分類
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。剛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。

（2）不等速萬向節
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，允許相鄰兩軸的最大交角為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，這樣就適應瞭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。為瞭潤滑軸承，十字軸上一般安有註油嘴並有油路通向軸頸。潤滑油可從註油嘴註到十字軸軸頸的滾針軸承處。十字軸萬向節結構1-套筒；2-十字軸；3-傳動軸叉；4-卡環；5-軸承外圈；6-套筒叉
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輸入軸的等角速傳動：傳動軸兩端萬向節叉處於同一平面內；
2）第一萬向節兩軸間夾角α1與第二萬向節兩軸間夾角α2相等。
因為在行駛時，驅動橋要相對於變速器跳動，不可能在任何時候都有α1＝α2，實際上隻能做到變速器到驅動橋的近似等速傳動。在以上傳動裝置中，軸間交角α越大，傳動軸的轉動越不均勻，產生的附加交變載荷也越大，對機件使用壽命越不利，還會降低傳動效率，所以在總體佈置上應盡量減小這些軸間交角。

（3）準等速萬向節準等速萬向節常見的準等速萬向節有雙聯式和三銷軸式兩種，它們的工作原理與雙十字軸式萬向節實現等速傳動的原理是一樣的。
1,4-萬向節叉；2-十字軸；3-油封；5-彈簧6-球碗；7-雙聯叉；8-球頭雙聯式萬向節實際上是一套將傳動軸長度減縮至最小的雙十字軸式萬向節等速傳動裝置，雙聯叉相當於傳動軸及兩端處在同一平面上的萬向節叉。在當輸出軸與輸入軸的交角較小時，處在圓弧上的兩軸軸線交點離上述中垂線很近，使得α1與α2的差很小，能使兩軸角速度接近相等，所以稱雙聯式萬向節為準等速萬向節。

4）等速萬向節
目前轎車上常用的等速萬向節為球籠式萬向節，也有采用球叉式萬向節或自由三樞軸萬向節的。球籠式萬向節的結構見下圖。
星形套7以內花鍵與主動軸1相連，其外表面有六條弧形凹槽，形成內滾道。球形殼8的內表面有相應的六條弧形凹槽，形成外滾道。六個鋼球6分別裝在由六組內外滾道所對出的空間裡，並被保持架4限定在同一個平面內。動力由主動軸1（及星形套）經鋼球6傳到球形殼8輸出。

球籠式等速萬向節1-主動軸2,5-鋼帶箍；3-外罩4-保持架（球籠）6-鋼球7-星形套（內滾道）8-球形殼（外滾道）9-卡環等速萬向節

球籠式等速萬向節內的六個鋼球全部傳力，承載能力強，可在兩軸最大交角為42゜情況下傳遞扭矩，其結構緊湊，拆裝方便，得到廣泛應用。
在各種等速萬向節中，常見是球籠式萬向節，它用六個鋼球傳力，主動軸與從動軸在任何交角的情況下，鋼球都位於兩園的交點上，即位於兩軸交角的平分面上，從而保證主、從動軸等角速度傳動。