当前课程知识点：汽车底盘构造 > 第6章 万向传动装置 > 6.2 十字轴万向节 > Video
这一节我们讲解十字轴式万向节
采用十字轴式万向节的
这种万向传动装置
在前置后驱的汽车上
应用是最为普遍的
它的布置方案也最为典型
那么十字轴万向节
在汽车上也是应用最早的一种万向节
也通常也称之虎克万向节
那么这个万向节
它最典型的是一个十字轴
那么这有两个互相垂直的轴线上
每端有一个轴颈
这个轴颈分别装在两个万向节叉
这两个销孔里头
这个轴颈可以在销孔里头自由转动
这两个节叉因为十字轴是互相垂直的
所以这两个节叉装到十字轴上之后
它们所在的平面也是互相垂直的
然后这个节叉再跟传动轴相连
由于这个十字轴万向节
它允许这两个轴可以成夹角进行传动
它这个万向节有个特点
在呈夹角转动的时候
这个十字轴会在相对各个销孔
在往复的来回的摆动
所以就是说成角度连续转动的时候
十字轴在这销孔里头
它不是整圈的运动
是在一个小的角度范围内反复地摆动
那么十字轴万向节
一般说只能按照相交的这种理论轴线
作传动
因此在结构上和在加工和装配的时候
一定要保证万向节叉和十字轴
装配在一起的时候
它的理论轴线和实际的轴线
一定要重合
不然的话容易引起振动和噪声
那么具体来看一个十字轴万向节
它的组成主要是由两个万向节叉
一个十字轴
然后四个滚针轴承
还有带有相应的油封
滑脂嘴和一些轴承的定位装置
有这些（零部件）来组成的
为什么要加四个滚针的轴承
因为它在成角度传动的时候
这个十字轴的轴颈
会在万向节叉的销孔里头来回摆动
那么通过这个滚针轴承
可以减小摩擦和磨损
这里头也为了减小磨损
也会充满着什么润滑脂
通话滑脂嘴（注入油脂）来进行润滑
所以（也就）需要装用相应的油封
那么十字轴万向节
它允许的两轴的最大交角
大概在15度到20度
为了保证十字轴它在传动的时候
它的实际的轴线和理论轴线是重合的
因此在装配十字轴
装到万向节叉的叉孔的时候
一定要注意它的轴承的定位方式
那么定位方式有很多种
有的是用这种瓦盖的方式
也有用内卡圈
也有用外卡圈
甚至还有的是把瓦盖十字轴颈（轴承座部位）
做成一个分开式的
这种分开式的可以方便装配
这样通过两端加工的挡块之间的间隙呢
来对十字轴进行定位
反正采取各种各样的结构措施的目的
就是让十字轴它的理论轴线
跟实际轴线是重合的
这样保证它在传动过程中是可靠的
那么十字轴万向节
因为需要润滑和密封
因此就是说它的长期使用
因为它反复的来回的摆动
成角度传动的时候
它的可靠性就完全取决于
它是不是有效的润滑和密封
如果是密封和润滑不好
会导致水汽和尘土会侵入
这样会加速十字轴的轴颈
加速它的雕蚀
最终会导致万向节的失效
因此一般的十字轴万向节
（十字轴）中间都是做成中空的
中间有个十字的通孔
这个通过滑脂嘴可以把润滑的油脂
打到中间这个十字轴里头
那么它在工作过程中一旋转
很自然的离心力
就把滑脂就给它推送到滚针轴承
这个位置进行润滑
那么为了防止润滑脂流失
因为（还要）挡住外面的灰尘和尘土
往往会加上一些油封
如果在一些恶劣环境下
往往还会采用一些多刃口的油封
这些多刃口的油封
有的刃口是来密封住油的
有的是来挡灰尘的
有的还用来排污的等等
有不同的用途
那么这种多刃口的
适应在恶劣工况下
它能够保证十字轴万向节
有效的密封和润滑
那么十字轴万向节它的结构比较简单
传动效率高
但是它缺点是
当这两轴夹角不为零的情况下
它不能够实现等角速的传动
那么为了说明不能等角速传动的问题
我们下面把主动叉分别放置在零度
90度 180度和270度
这几个位置的时候
我们来讨论主从动叉之间的角速度
在有夹角的情况下它们的一个关系
首先我们看看左边
这是一个十字轴式的万向节
它的主动叉
左边这个是主动叉是输入
那么现在它是在一个水平的位置
那么它呢（与）从动叉之间呈一个角度
叫θ角
那么我们通过P点这一个速度
（在这里）大家的速度是一样的
那么对主动叉的轴线
和从动叉的轴线
分别来求速度和角速度的关系
那么很容易我们就得到
在这个位置下输出轴
它的角速度是等于输入轴的角速度
乘以这两轴夹角的余弦
也就是说在主动叉
是在零度或者180度的位置的时候
这时候在这个位置的时候
从动叉的角速度比主动叉要小
也就是这时候从动叉转的慢
虽然说主动叉的速度
比如说一直是不变的
但是在这个位置从动叉转的速度
比它慢
那么如果再转一个角度
比如转90度
这时候主动叉变成一个垂直的位置
或者270度
那么类似的方法可以得出
这时候输出轴的角速度
是等于输入轴的角速度
除以这个夹角的余弦
也就是说在这个位置的时候
瞬间这时候从动叉的
这个瞬时的角速度要比主动叉要快
所以这样就是说在转一圈的过程中
我们就知道
假如这个主动叉的速度是维持不变
那么这个从动叉在呈θ角的角度情况下
在转一圈的过程中
就会一会快一会慢
是时快时慢的
也就是说它的不等速性
实际上指的是在一周中的
瞬时角速度是不均匀的
但是两者你转一圈我也转一圈
我们的平均角速度还是相等的
而且如果两轴间的夹角越大
这个主从动叉之间的转速差也越大
这个我们可以通过这个图来表示
这个图也是表示主动叉
在不同的位置的时候
它的速度总是一千转（每分钟）
主动叉的角速度是不变的
那么它在成不同的角度下的时候
我们看到从动叉的角速度
是在一会快一会慢来回波动
而且波动的幅度
也是跟着两轴之间的夹角变化
夹角越大波动就越大
那么单个十字轴万向节
它们传动的不等速性
将会使从动轴以及相关联的零部件
会产生扭转振动
这样会产生附加的交变载荷
从而影响零件的使用寿命
因此十字轴万向节本身是不等速的
但是它应用在汽车上的时候
往往是成对来使用
那么也就说是（通过）一个双十字轴万向节（组合）
它可以实现一种等速的传动
正是因为万向节虽然是不等速万向节
但是它在汽车上
仍然得到广泛的使用的一个原因
那么等速传动它是有一定的条件的
那么条件是什么
第一传动轴主从动叉
就中间这个（传动轴）主从动叉是共面的
在一个平面内
然后要求第一个万向节的夹角
和第二个的万向节的夹角
要求是相等的
这样根据我们前面介绍的
这有两个万向节
第一个万向节
它的输入速度比如说是（ω）1
那么它的输出速度是（ω）2
这个ω2实际上就是整个传动轴
（即）中间这个传动轴的角速度
它是跟ω1有这么一个关系
那么对第二个万向节来讲
它输入速度实际上就是
ω3 跟ω2是相等的
实际上这时候虽然（ω）是标号是3
但是它跟（从动叉）2是一体的
对第二个万向节它的输出（角速度）是ω4
ω4它是跟ω3是有这么一个关系
由于ω2是等于ω3的
如果夹角α1跟α2相等的
我们很容易从上面得出来
ω1跟ω4是相等的
这说明一个什么（问题）
就是说通过这种布局方式
它可以使得万向节叉1的角速度
跟万向节（叉）4它的角速度是相等的
也就是说通过这种布局方式实现了什么呢
通过双十字轴布置方式
就实行了一个等角速的传动
那么这种等角速传动怎么来理解它
可以看这是两个十字轴万向节
它的一个传动的一个关系
那么假如输入轴它的角速度
是恒定的不变的
那么它经过第一个十字轴万向节之后
因为十字轴万向节不等速性
它的转速就发生了波动
但是如果
是在符合一定的条件下的时候
经过第二个十字轴万向节之后
它（也有）这种波动 也会引起它（从动叉）的波动
但是这种波动跟第一个万向节
引起的波动正好互相抵消
这样使得输出的角速度转速一样的
那么在这里头要注意等速的条件
等速的条件就是说
第一
传动轴两端的万向节叉
要处于一个平面里头
然后输入轴和输出轴也是共面的
那么第一个方向节两周间的夹角
和第二个万向节两轴间夹角要相等
那么这种相等可以是平行的
也可以是等腰的这种布置方式
这个都对它的等速传动是不影响的
那么这实际很多商用车
它的前置后驱的商用车上
它用双十字轴万向节
能够实现这个等速传动
就是基于这个道理
但是汽车在使用过程中
我们知道由于悬架的变形
后桥实际上相对于变速器的高度
在不断的变化
因此传动轴万向节夹角
也在不断的变化
因此能不能保证两个万向节
两端夹角永远相等
就是一个等速传动的一个关键
这个一般是通过什么
在设计悬架的时候
（通过）合理的设计悬架的导向机构
这个在后面我们还要讲悬架
就是合理地设计悬架的导向机构
使得整个车轮或者车桥
在上下运动的时候
基本上是做一个平行的移动
这样就可以保证两个方向节
两端夹角是相等的
这样使得它不受或者少受
悬架变形的影响
那么在实际的车型上
一般在设计和匹配的时候
只要保证在悬架变形的时候
两个万向节的夹角之差
只要能够控制在一度到两度之内
总的传动的效果基本上是能够接受的
十字轴式万向节我们就介绍到这里
-1.1 汽车简要发展历程
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-1.2 汽车底盘的定义和功能
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-1.3 汽车底盘的技术发展现状和趋势
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-1.4 汽车底盘实景教学
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-第1章课后作业
--第1章课后作业
-2.1 传动系统的功用和分类
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-2.2 传动系统布置型式
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-2.3 电力传动系统介绍
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-2.4 传动系统实景教学
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-第2章课后作业
-拓展教学—北汽新能源EU5纯电动乘用车电机驱动系统组成介绍视频
--Video
-拓展教学—北汽新能源EU5纯电动乘用车电机驱动装置介绍视频
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-拓展教学—北汽新能源EU5纯电动乘用车四合一智能电控装置拆解视频
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-3.1 离合器概述
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-3.2 摩擦式离合器工作原理
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-3.3 离合器盖总成
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-3.4 膜片弹簧离合器
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-3.5 干式双离合器
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-3.6 从动盘
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-3.7 从动盘中的扭转减振器
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-3.8 离合器操纵机构
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-3.9 离合器部分实景教学视频
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-第3章课后作业
-4.1 变速器的功用和原理
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-4.2 变速器的类型
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-4.3 变速器的换挡方式
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-4.4 三轴式变速器
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-4.5 两轴式变速器
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-4.6 双离合变速器(DCT)
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-4.7 同步器
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-4.8 变速操纵机构
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-4.9 手动变速器实景教学
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-第4章课后作业
-5.1 自动变速器概述
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-5.2 液力自动变速器（AT）概述
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-5.3 AT中的液力变矩器
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-5.4 AT中的行星齿轮传动机构
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-5.5 AT中的换挡执行机构
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-5.6 AT中的液压操纵系统
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-5.7 无级变速器（CVT）
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-5.8 混合动力变速器
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-5.9 自动变速器实景教学
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-第5章课后作业
-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎混合动力系统组成介绍视频
--Video
-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎混合动力乘用车镍氢动力电池包拆解视频
--Video
-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎混合动力乘用车逆变器-变换器总成拆解视频
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-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎P410混合动力变速器结构拆装分析视频
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-6.1 万向传动装置概述
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-6.2 十字轴万向节
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-6.3 传动轴
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-6.4 等速万向节
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-6.5 驱动轴
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-6.6 万向传动装置实景教学
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-第6章课后作业
-7.1 最终传动和车轮传动概述
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-7.2 主减速器的功用和基本结构
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-7.3 双级和双速主减速器
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-7.4 主减速器的支承
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-7.5 主减速器的调整
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-7.6 差速器的功用和原理
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-7.7 普通差速器的工作特性
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-7.8 普通限滑差速器
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-7.9 托森差速器
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-7.10 冠齿型限滑差速器
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-7.11 车轮传动
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-7.12 最终传动实景教学
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-第7章课后作业
-8.1 四轮驱动概述
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-8.2 分时四驱
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-8.3 固定分配式全时四驱
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-8.4 可变分配式全时四驱
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-8.5 适时四驱
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-8.6 独特型式的四驱
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-8.7 四轮驱动转矩矢量控制
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-第8章课后作业
-期中考试
-9.1 行驶系概述
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-9.2 车架
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-9.3 承载式车身
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-9.4 车桥
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-9.5 车轮总成
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-9.6 车轮定位
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-9.7 汽车悬架概述
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-9.8 悬架弹性元件
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-9.9 悬架减振器
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-9.10 导向机构和横向稳定杆
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-9.11 非独立悬架
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-9.12 独立悬架运动学基础
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-9.13 独立悬架类型
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-9.14 电控悬架简介
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-第9章课后作业
-行驶系实景教学 - 轮胎
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-行驶系实景教学 - 主销内倾和后倾
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-行驶系实景教学 - 弹簧
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-行驶系实景教学 - 减振器
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-行驶系实景教学 - 横向稳定杆
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-行驶系实景教学 - BJ2020钢板弹簧悬架
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-行驶系实景教学 - TATRA单横臂悬架
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-行驶系实景教学 - 长城哈弗前后悬架
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-10.1 转向系概述
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-10.2 转向操纵机构
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-10.3 机械式转向器
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-10.4 转向杆系
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-10.5 液压助力转向系统
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-10.6 电控转向系统简介
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-第10章课后作业
-液压助力转向器实景教学
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-电动助力转向器实景教学
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-角位移输出式转向器
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-11.1 制动系概述
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-11.2 鼓式制动器
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-11.3 盘式制动器
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-11.4 制动器间隙调整
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-11.5 行车制动操纵机构基础
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-11.6 伺服制动系统
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-11.7 动力制动系统
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-11.8 驻车制动系统
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-11.9 汽车防滑控制系统
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-11.10 混合制动及主动制动系统
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-第11章课后作业
-鼓式制动器的促动装置实景
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-凸轮促动与轮缸促动领从蹄式制动器比较实景
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-鼓式制动器间隙自动调整实景
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-盘式制动器实景
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-盘式制动器的驻车制动系统实景
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-盘鼓组合式制动器结构实景
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-真空助力器及制动主缸结构实景
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-长城哈弗制动系统布置实景
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-期末考试
