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这一节我们讲解等速万向节

顾名思义等速万向节

就是万向节在成角度传动的时候

它的输入轴和输出轴的瞬时角速度

在任何时候都是相等的

那么这种万向节（就是等速万向节）

那么最需要采用等速万向节的地方

就是前轮驱动前独立悬架

（前轮）最外端的转向节的地方

它最需要等速万向节

因为在这个位置它不光有悬架

（相对）车身的变形

（即）上下的这个方向的角度的变化

它还有转向的时候角度的变化

那么在这些变角度的情况下

最大希望就是什么

它是一个等角速（传动）

（即）能够实现一个等速的传动

那么等速万向节在工作原理上呢

有两种类型

一种是叫双十字轴的等速（传动）原理

还有一种就是传力点

处于两轴夹角平分线（面）上这种工作原理

两种方式

首先我们看看双十字轴式的

这种工作原理

这种双联十字轴式的这种等速万向节

它实际上是将一套

我们前面讲的这种双十字轴万向节

实现等速传动的这套机构

把中间传动轴（的长度）

给它缩短到最小的

一种双十字轴式的这种万向传动装置

它可以实现一个等速传动

这个双联叉实际上跟前面讲的（双十字轴万向节）

那个等速条件的时候（一样）

它也是位于一个同样的平面上

一个万向节叉

但是它这里头有一个问题

它这里头仍然有两个十字轴（万向节）

它只是中间这个传动轴长度非常短

那么为了满足那种等速传动条件

还有一个就是在两个万向节

所形成的夹角要相等

而在这种情况下

我在呈一个夹角的时候

我这个夹角怎么样

让它等量的分到这两个十字轴（万向节）上去

这是一个关键

所以在一般的双联十字轴万向节上

会设有一个专设的一个分度机构

这个分度机构能够在这两个轴成夹角

传动的时候

把形成的总的夹角

给它等量的分到这两个十字轴

万向节上去

这样可以使得一个近似的一个

等速的一个传动条件

因为这个实际结构的原因

不可能做到严格的把两轴的夹角

等量的分到两边去

只是能做到一个近似的相等

因此它就实现了

输入轴和输出轴近似

得到一个等角速的一个传动

但这种万向节

它允许的有一个较大的轴间的夹角

一般最大可以达到50度

因此它经常用于一些转向

又驱动的车上的转向节的地方

利用它做等速的万向节

但是它也有一个问题是什么

就是尺寸比较大 比较笨重

结构也比较复杂

目前主要在一些重型的和一些越野车上

可能还会见到这种双联的

十字轴式的这种万向节

在历史上这个前置前驱轿车的

大家公认的一个鼻祖

就是雪铁龙的7cv

那么它是一个最早的

量产的一个前置前驱轿车

那么它采用的万向节

在前轮地方用的

就是一个双联十字轴式的等速万向节

那么等速万向节的第二个工作原理

就是让传力点

处于两轴夹角的平分面上

那么这为了说明这个问题

我们认为是有两个

同样的一个锥齿轮

把它成角度的靠在一起去传动

因为两者是完全一样的

因此它的传力点

正好是位于两轴的夹角的平分面上

那么正因为这两边是对称的

所以这个传力点到两个轴的距离

（即）半径也是相等的

这样这两个轴尽管成角度

那么在运动传动的时候

它们两者的角速度永远是相等的

实现了一个等角速的传动

但是如果角度一变化

我们知道这个锥齿轮（传动）就会有问题

就没法可靠的传动

所以在这个基础上

人们就在两个传力点的地方放上钢球

用钢球这种方式

然后来适应两个轴的夹角的变化

因此就产生出球笼式的这种万向节

那么早期的球笼万向节

最早是1926年

由福特的一个工程师发明的

1935年改进以后获得专利

那么早期的这种球笼式万向节

它的结构特征是

它有一个球形的外壳

在这个外壳里头有一个（组）球道

有外球道6

然后再有个星形座（实际是星形套）

这个球形外壳跟一根传动轴相连

那么这里头还有一个星形套

这个星形套是跟另外一根传动轴相连

那么在这个星形套的外面有内球道7

但是这两个球道在装配在一起的时候

它们是同心的

正好处于这两轴交点上

而且是同心的

六个钢球就放置在一个球笼里头

放置在一个球笼3里头

由于这两个球道是同心的

因此必须为了让钢球

处于两轴交角的平分线上

它会用一个分度杆

通过一个分度杆推动这个球笼

使得这六个传力钢球

总是处在两轴夹角的平分面上

那么后来对这个球笼万向节经过改进

把原来的这种同心圆式的

这种球道

就是钢球滚的这个球道是同心圆的

改成什么

渐缩式的这种球道

那么这种渐缩式的球道

因为整个这个球道

从外到里是慢慢的在某些位置

它这个球道这个宽度是变化的

因此就可以有效的把钢球

约束在一个合适的位置上

而且在不同角度的时候

它这个位置也是变的

这样就取消了分度机构

那么这时候从下面这个图

我们看这种渐缩式（球道）的这种球笼万向节

它的内外球道实际上是不同心的

而且它们两者这个球心

两个球道的这个圆（球）心

正好是位于什么

两轴交点的两侧是对称的位置

这样就可以使得

它在成角度传动的时候

使得这个钢球正好把它约束

两轴的这个交角平分面上

那么球笼式万向节

在变角度传动的时候

按照它们这个角度

变角度的同时能不能伸缩

可以分为一种是固定型的（球笼万向节）

固定型的就是说它只能变角度

这两者之间没有伸缩量

还有一种是除了变角度

同时还能够允许一定的伸缩量

那么这个固定型的这种球笼万向节

一般是用在转向（驱动）轮的外侧

比如说一个前置前驱的轿车上

那么转向（驱动）轮的外侧

一般用的是固定型的这种球笼万向节

那么这种伸缩型的这种万向节

一般是用在内侧

就是整个驱动轴的内侧

靠近差速器的这个位置是用伸缩型的（等速万向节）

这样车轮上下运动的时候

驱动轴本身长度也要变化

那么通过这个伸缩型万向节

来弥补来补偿长度的变化

下面我们来介绍一下

固定型的这种球笼式的等速万向节

它的组成

那么这个固定型的球笼万向节

主要有这个星形套

这个星形套是一个像星形状的

一个部件

它是中间有花键孔

套在这个驱动轴的外花键上

用卡环把它卡住

那么在星形套的外面

有六个让钢球进行滚动的球道

另外还有一个大的部件是球形壳

球形壳实际上是和另外一侧

车轮轴相连的

那么在它内部也有球形的这种滚道

那么除此之外就是有钢球和球笼

钢球由球笼 也把它叫保持架

把它装在这个球笼里

（即钢球）装卡在这个什么这个星形套

和这个球形壳之间

那么除此之外等速万向节外面

套着一个防尘罩

防尘罩里头注满着润滑脂（实际未满 大约50%-60%）

这个万向节两头

一头是连着驱动轴

一头是连着车轮轴

另外还有一些卡环和卡箍

将防尘罩给它箍紧

那么一个固定型的万向节

就由这些部件来组成的

那么对固定型万向节

它分成两种类型

一种叫BJ型的一种叫RF型

这两者主要区别

主要在于钢球在球道的接触方式

不一样

BJ型的球道的径向截面

它是一个椭圆型的截面

那么这种椭圆形的截面

钢球就跟它有四点接触

因此这种万向节实际上在传递的时候

它是通过钢球传力

但是它是通过钢球上

跟这个星形套和球形壳上的

四个点接触来进行传力的

这叫BJ型的

还有一种叫RF型的

那么这种它球滚道的

径向截面是圆形的

钢球分别跟球道是两点接触

这是两种万向节 都有应用

除固定型万向节之外

这个球笼万向节

还有伸缩型的这种万向节

一种典型的叫DOJ型的

这种伸缩型的万向节

那么在这种万向节里头

这个筒形的壳内部有一个直槽

作为钢球的外滚道

那么星形套上它的球滚道

也改成直槽

那么它跟花键连在一起

那么六个钢球是通过一个球笼

也是装在这个内外滚道上

注意这个球笼

它的内外曲面都是球形的

而且内外球面也是不同心的

那么这两个球面的球心

也是在两轴交点的两侧是对称布置的

那么这样就可以使得它在传动的时候

这个传力点总是位于两轴的

交角的平分面上

实现了这个等角速的传动

所以在这种伸缩型的万向节里头

星形套和筒形的外壳

它这个滚道都是变成直滚道了

但是它把球笼

做成内外不同心的这两个球面

通过它来把这个钢球

约束在两条交角平分面上

这种万向节它的径向截面

一般是椭圆形的

也是钢球跟滚道是四点接触的

它允许的两轴交角

这种伸缩型的夹角是在20到25度

因此它既然能伸缩了

因此它允许的夹角范围

就比固定型万向节就小了

另外一种伸缩性万向节

就是叫VL型的这种球笼式万向节

在这种万向节上

它的结构型式跟刚才讲的也有点不同

那么这种在它的星形套上

它这个球道跟传动轴的轴线是斜的

那么在它的筒形壳上也有一个球道

也是跟轴线是斜的

但是这两个同一个钢球的星形套

和筒形壳上的这两个球道

是交叉斜着的

这种交叉一斜

它正好就把钢球

就约束在一个固定的点上

而且这个点正好是

在等角速传动时候

它处于两轴夹角的平分面上

所以这种就是VL型的这种球笼万向节

那么归纳起来球笼式万向节

它的优点就是它的六个钢球

在工作的时候全部参与传力

这样它的承载能力强

像有一些别的万向节

球叉式万向节

它有四个钢球

但是它每次只有一半可能在传力

但是球笼式万向节

它所有钢球全部参与传力

因此承载能力比较强

那么对球笼万向节的固定型的

这种驱动方向节来讲

它的最大的夹角达到45到50度

在这种情况下

它仍然能够传递扭距

因此球笼万向节的结构紧凑

拆装比较方便

因此得到了广泛的使用

另外一种等速万向节

叫三叉架式的万向节

那么这种万向节

一般现在常用的是什么

是用在伸缩式的这种等速万向节里头

在这种方向节里头

它典型的一个结构是有一个三角架

这个三角架它是通过花键

接在车轮这边的驱动轴上

这个通过花键接在这个上头

那么这三角架上有三个滚子

这三个滚子这有一个筒形的外壳

这筒形外壳里头

也有三个直型的这个滚道

所以三角架式呈120度

是在圆周方向成120度

等间隔来放置的是有三个滚子

这三个滚子

是通过一系列的滚针

套在这个三脚架的这个三个轴颈上

而且滚针允许滚子

沿着三脚架的轴线方向能够上下移动

那么从结构上看

就是说三叉架这种方式

它这个滚子所在的平面

跟车轮上的驱动轴是垂直的

那么严格来讲

它成角度传动的时候

它不在两轴交角的平分面上

但是正因为滚子刚才我们讲了

它能沿着三角架能够上下移动

那么上下移动的时候

它在成角度传动的时候

它在这个不同位置时候

它会上下会移动

那么上下移动就近似地

使得这个传力点发生了变化

不再是跟刚才说我们说垂直的位置

而是近似的处于两轴夹角的平分面上

因此这种（万向节）严格来讲

这种三叉架（万向节）属于一种

叫准等速的这种万向节

但是一般来讲

这种不等速性差别就是说

引起的不等速差别比较小

因此就是说一般把它归为

还是等速万向节

这种万向节一般是用在什么

就是对前置前驱车它一般是用在什么

差速器那个位置

也就是（驱动轴）内端

这是三叉架式的（等速）万向节型式

等速万向节在汽车上安装形式有很多种

细分可以分为这个末端封闭型的

也可以分为什么轴套型的

还可以分为法兰型的

还可以分为轮盘型的

分成各种各样不同的这种型式

那么这种型式

主要是一个是用在不同位置的时候

它可以使用不同的型式

另外各个厂家设计方案的时候

方案也各有差异

因此这些不同的万向节类型

就适合各家不同应用的设计方案

和设计传统

等速万向节我们就介绍到这里