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(qū)）及 4WD（四輪驅(qū)動）型汽車來講。其前輪必須具有轉(zhuǎn)向和驅(qū)動兩種功能， 既要求車輪能在一定的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)任意偏轉(zhuǎn)某一角度，又要求半軸在車輪偏轉(zhuǎn)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(gòu)就是等速萬向節(jié)。轉(zhuǎn)向驅(qū)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(qū)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(dǎo)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(chǔ)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?qū)虿捎昧溯o助控制裝置，通 過帶有分度桿控制的球籠為鋼球?qū)?，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(nèi)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(fù)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(shè)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(jié)構(gòu)類型， 其允許的兩

4、軸間相對轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(shè)計要求 為了保證等速萬向節(jié)在汽車行駛中可靠工作， 設(shè)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(yù)計范圍內(nèi)變化時，能可靠地傳遞扭矩， 并保證所連兩軸等速旋轉(zhuǎn)； ②萬向節(jié)應(yīng)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(yīng)當(dāng)嚴(yán)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)疲勞強度和周期循環(huán)壽命等 [1

6、2] 。 4. 國內(nèi)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(jié)構(gòu)上領(lǐng)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(shè)計的 [9] 。 就我國國內(nèi)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(zhuǎn)半徑取

8、決于轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(shù)的開發(fā)，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了可靠性。 二、總結(jié)

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(shè)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(yīng)該看到，在國內(nèi)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(dāng)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(shù)成果。 我們應(yīng)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(chǔ)上開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)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(xué)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(shè)計與制造 . 2003(3). [4] 王望予 . 汽車設(shè)計 [M]. 第四版 . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2008. [5] 余志生 . 汽車?yán)碚?[M]. 第四版，北京：機械工業(yè)出版社， 2006. [6] 陳家瑞 . 汽車構(gòu)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(shè)計研究 [J]. 機械設(shè)計與研究.2003. [8

11、] 盧曦 , 鄭松林 . 球籠式等速萬向節(jié)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計 [J]. 機械設(shè)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(xué)仿真分析系統(tǒng)研究及應(yīng)用 [D]. 華中科技大學(xué).2003. [11] 李科 , 何志兵 , 沈海 . 等速萬向節(jié)總成的設(shè)計方法 [J]. 軸承 .2006. [12] 王阿明 . 等速萬向節(jié)驅(qū)動軸總成功能測試臺的建模與仿真研究 [D]. 上海交通 大學(xué) .2010. [13] 鄒得和譯

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13、 千里冰封， 萬里雪飄。望長城內(nèi)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(fēng)騷。 一代天驕， 成吉思汗， 只識彎弓射 大雕。 俱往矣， 數(shù)風(fēng)流人物， 還看今朝。 克 AAAAAA