等速萬向節(jié)簡介

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1、 精品文檔 你我共享 等速萬向節(jié)簡介 對于 FF （發(fā)動機前置、前驅）及 4WD（四輪驅動）型汽車來講。其前輪必須具有轉向和驅動兩種功能， 既要求車輪能在一定的轉角范圍內任意偏轉某一角度，又要求半軸在車輪偏轉過程中以相同的角速度不斷地把動力從主減速器傳到車輪。在這樣兩個軸線不重合， 且位置還經(jīng)常變化的兩軸間傳遞動力的機構就是等速萬向節(jié)。轉向驅動橋半軸不能制成整體而要分段， 在車輪和半軸間用等速萬向節(jié)將兩者聯(lián)接起來。 即使采用后輪驅動， 使用獨立懸掛， 車輪和半軸軸線不重合，也需等速萬向節(jié)傳動。 1. 等速萬向節(jié)早期的發(fā)展歷史 球式等速萬向節(jié)的創(chuàng)造性發(fā)展可以追溯到

2、1908 年美國人 William Whitney 的著作。其提出利用鋼球和球形窩來代替輪齒傳動， 后來弧形滾道原理引導了整 體式萬向節(jié)的飛躍發(fā)展。 1923 年， Carl Weiss 在繼承 William Whitney 思想的基礎上，克服了“鋼球的位置在同軸軌道上不確定” 的缺點，開發(fā)了球叉式等速萬向節(jié)， 但是其帶有自身的缺點：萬向節(jié)的鉸接角大約只有 30°。 1927 年，福特工程師 Alfred Rzeppa 為鋼球導向采用了輔助控制裝置，通 過帶有分度桿控制的球籠為鋼球導向，這即是球籠式等速萬向節(jié)。 1933 年， Bernard Stub

3、er 對球籠式等速萬向節(jié)進行改進，使得內外滾道球心軌跡發(fā)生交 叉，隨后問世的 Rzeppa萬向節(jié)的鉸接角達到 45° 2. 等速萬向節(jié)的基本類型及特點 等速萬向節(jié)的工作原理基本上有兩類： 一類是根據(jù)雙十字萬向節(jié)可以達到等速的原理，將中間傳動軸盡量縮短而形成復式萬向節(jié)； 另一類是萬向節(jié)在工作時，使所有傳力點永遠位于兩軸交角的平分面上而使兩軸角速度相等， 根據(jù)此原理設計的萬向節(jié)有球叉式和球籠式萬向節(jié)。 等速萬向節(jié)基本類型： 等速萬向節(jié)按工作時運動情況可分為固定型等速萬向節(jié)和可伸縮型等速萬向節(jié) 中心固定型分為 BJ、RF和 GE三種結構類型， 其允許的兩

4、軸間相對轉角較大， 可達 30° ~50°，但主、從動軸間沒有軸向移動； AAAAAA 精品文檔 你我共享 伸縮型分為 DOJ、TJ、VL 和 GI 四種結構類型， 其工作特點是兩軸之間有相對軸 向移動，但允許的兩軸間的相對轉角不能太大，一般不超過 20° 現(xiàn)代轎車上一般采用可伸縮型等速萬向節(jié)常和固定型等速萬向節(jié)組合使用。 一方面用來解決運動上的問題，同時也用來降低噪音、振動和減少滑動阻力。 3. 等速萬向節(jié)的設計要求 為了保證等速萬向節(jié)在汽車行駛中可靠工作， 設計時必須滿足以下條件

5、[1] ： ①保證所有連接兩軸的相對位置在預計范圍內變化時，能可靠地傳遞扭矩， 并保證所連兩軸等速旋轉； ②萬向節(jié)應有足夠的強度、剛度和耐久性； ③萬向節(jié)切向和徑向位移的最大值， 不應當嚴重地降低萬向節(jié)本身及周圍零 件的工作能力； ④萬向節(jié)摩擦副在承受高的比壓時， 潤滑要可靠，同時在工作時不應有響聲； ⑤萬向節(jié)能在高溫、 低溫、高濕度氣候中正常工作， 另外應保證有良好的密 封性。 對等速傳動軸總成性能參數(shù)的檢測主要包括擺角、 偏轉角度矩（又稱擺動力矩）、擺動間隙、移動量、移動力、軸向間隙、圓周間隙、滾動矩、扭轉疲勞強度和周期循環(huán)壽命等 [1

6、2] 。 4. 國內外等速萬向節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀及新形勢 目前世界上生產(chǎn)等速萬向節(jié)的公司有德國 GKN公司、德國 ZF 公司、日本 NTN 公司與美國 Dana公司等。上述公司除了在典型的固定型、伸縮型結構上領先全 球， GKN集團和日本 NTN公司已研制出 AAR型游滑環(huán)三柱軸式、 FOX型自由擺動軸式以及屬于 TRJ 型中的 TG(滾針 ) 型、 TB(鋼球 ) 型移動節(jié)，它們的共同特點是摩擦力、軸向阻力較小，傳遞扭矩能力增大。而 GKN集團開發(fā)的 Crosstrack(C 型 ) 和 Countertrack(X 型) 則是按照與傳統(tǒng) Rzeppa等速萬向節(jié)完全不

7、同的原理設計的 [9] 。 就我國國內生產(chǎn)等速萬向節(jié)的水平和規(guī)模而言， 尚處起步階段， 現(xiàn)真正具有 大批量生產(chǎn)能力的企業(yè)僅數(shù)中德合資的上海納鐵福 (Shanghai GKN) 傳動軸有限 公司。 AAAAAA 精品文檔 你我共享 然而在等速傳動軸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)取得突破的同時，國外面臨著以 NVH(噪音 Noise 、振動 Vibration 、嘯聲 Harshness) 為中心的許多亟待解決的問題，而萬 向節(jié)所引起的噪聲和振動是這些問題的根源之一 [10] 。另外是大活動角化， 因為 汽車的最小回轉半徑取

8、決于轉向時最大車輪偏角， 因而要求外置等速萬向節(jié)能有 盡可能大的活動角，此外還有防護罩耐高溫，回轉膨脹問題，潤滑脂研究等。 汽車產(chǎn)業(yè)新形勢下的等速萬向節(jié)也更加趨向輕量化、小型化。 NTN， GKN一 直在努力開發(fā)新型輕量化的等速萬向節(jié)產(chǎn)品。 目前國內廣泛使用的傳統(tǒng)球籠式等 速萬向節(jié)鋼球數(shù)量為 6 個 , 國外公司 ( 如 NTN)正在推廣生產(chǎn)的輕量化高性能球籠 式等速萬向節(jié) ( 如 EBJ、 EUJ、EDJ等系列 ) ，其鋼球數(shù)量為 8 個 [8] 。同時，由于 高頻淬火、冷鍛等技術的開發(fā)，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了可靠性。 二、總結

9、近三十多年來， 等速節(jié)型式從基本的球籠型、 三銷型等幾種設計， 改進擴大到幾十種品種，并且各自的規(guī)格系列也日臻完善。在 FF 及 4WD型汽車中等速萬向節(jié)的作用可見一斑，其優(yōu)越的動力性、操縱性為用戶帶來了更多駕駛樂趣。 應該看到，在國內汽車行業(yè)升溫的同時， 自主與創(chuàng)新一直是值得思考的問題。當前大多數(shù)國產(chǎn)汽車采用的等速萬向節(jié)均為國外的技術成果。 我們應該積極吸收消化國外先進的等速萬向節(jié)研究成果， 在此基礎上開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權的等速萬向節(jié)。 三、參考文獻 [1] 羊拯民 . 傳動軸和萬向節(jié) [M]. 北京 : 人民交通出版社 ,1986. [2] 伍德榮 , 等譯 . 萬

10、向節(jié)和傳動軸 [M]. 北京 : 北京理工大學出版社 ,1997. [3] 盧曦，周萍，葉宗才 . 汽車等速萬向節(jié)的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J]. 機械設計與制造 . 2003(3). [4] 王望予 . 汽車設計 [M]. 第四版 . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2008. [5] 余志生 . 汽車理論 [M]. 第四版，北京：機械工業(yè)出版社， 2006. [6] 陳家瑞 . 汽車構造 [M]. 第三版 . 北京：人民交通出版社， 1995 [7] 周萍 , 高海安 , 盧曦 . 球籠式等速萬向傳動軸設計研究 [J]. 機械設計與研究.2003. [8

11、] 盧曦 , 鄭松林 . 球籠式等速萬向節(jié)結構輕量化設計 [J]. 機械設計 .2007. AAAAAA 精品文檔 你我共享 [9] 陸中屏 . 等速節(jié)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 [J].2000. [10] 覃剛 . 轎車等速萬向節(jié)動力學仿真分析系統(tǒng)研究及應用 [D]. 華中科技大學.2003. [11] 李科 , 何志兵 , 沈海 . 等速萬向節(jié)總成的設計方法 [J]. 軸承 .2006. [12] 王阿明 . 等速萬向節(jié)驅動軸總成功能測試臺的建模與仿真研究 [D]. 上海交通 大學 .2010. [13] 鄒得和譯

12、 .GNK推出等速萬向節(jié)的創(chuàng)新設計 [J]. 汽車與配件 .2006. [14] 石寶樞 , 楊洪香 . 轎車等速萬向節(jié)驅動軸總成的設計分析 [J]. 軸承 .2000. [15] 金家鼎 . 桑塔納轎車傳動軸用等速萬向節(jié)初探 [J]. 上海汽車傳動軸廠 .2000. [16] 吳社強 . 汽車構造 . 底盤部分 [M]. 上海：上?？茖W技術出版社 .1997. [17] 吳森 , 吳義 . 球籠式等速萬向節(jié)原理及運動仿真 [J]. 武漢汽車工業(yè)大學學報.2000. 沁園春·雪 北國風光，

13、 千里冰封， 萬里雪飄。望長城內外， 惟余莽莽； 大河上下， 頓失滔滔。 山舞銀蛇， 原馳蠟象， 欲與天公試 比高。 須晴日， 看紅裝素裹， 分外妖嬈。 AAAAAA 精品文檔 你我共享 江山如此多嬌， 引無數(shù)英雄競折腰。惜秦皇漢武， 略輸文采； 唐宗宋祖， 稍遜風騷。 一代天驕， 成吉思汗， 只識彎弓射 大雕。 俱往矣， 數(shù)風流人物， 還看今朝。 克 AAAAAA