万向节（三销轴式、十字轴式、球笼式）相关知识分享

　　汽车上有一个很重要的部件，称为万向节。万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。万向节又叫做万向接头，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置。在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。

　　万向节的工作原理通俗易懂的来讲就是可以想象是两手各伸出一根指头与对方相扣，在一个平面内就可以摆动，并且不影响轴向扭力传输。实际中是把这种情况增加到两爪或者更多。作用就是防止在传动轴运转过程中的横向震动导致变形。

　　今天小编与大家分享一些本人经常接触到的三类万向节：十字轴式万向节、三销轴式万向节、球笼式万向节。

　　1-轴承盖；2、6-万向节叉；3-油嘴；4-十字轴；5-安全阀；7、11-油封；

　　图1所示，普通十字轴式万向节一般为两个万向节交叉及它们相连的十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和油封等组成。十字轴轴颈通过与滚针轴承配合安装在万向节叉的孔中。为防止滚针轴承轴向窜动，在进行结构方案设计时，要采取轴承轴向定位措施。目前，常见的滚针轴向定位方式有盖板式、卡环式、塑料环定位式和瓦盖固定式等。

　　图2是由双联式万向节演变而来。它主要是由两个偏心轴叉、两个三销轴和六个滚针轴承组成。三销轴万向节允许所连接两轴的最大夹角为45°，易于密封。但其外形尺寸较大，零件形状较复杂，毛坯需要精确摸锻。由于在工作中三销轴间有相对轴向滑动，万向节的两轴受有附加弯矩和轴向力，所以主动轴一侧需装轴向推力轴承。这种结构目前用于个别中、重型越野车的转向驱动桥。

　　球笼式万向节是目前应用最为广泛的等速万向节。早期的Rzeppa型球笼式万向节（图3-a）是带分度杆的，球形壳1的内表面和和星形套3的球表面上各有沿圆周均匀分布的六条同心的圆弧滚道，在它们之间装有六个传力钢球2，这些钢球由球笼4保持在同一平面内。当万向节两轴之间的夹角变化时，靠比例合适的分度杆6拨动导向盘5，并带动球笼4使六个钢球2处于轴间夹角的平分面上。经验表明，当轴间夹角较小时，分度杆是必要的；当轴间夹角大于11°时，仅靠球形青和星形套上的子午滚道的交义也可将钢球定在正确位置。这种等速万向节无论转动方向如何，六个钢球全都传递转矩，它可在两轴之间的夹角达35°~37°的情况下工作。

　　目前结构较为简单、应用较为广泛的是Birfield型球笼式万向节(图4-7b)。它取消了分度杆，球形壳和星形套的滚道做得不同心，令其圆心对称地偏离万向节中心。这样，即使轴间夹角为0°，靠内、外子午滚道的交叉也能将钢球定在正确位置。当轴间夹角为0’时，内、外滚道决定的钢球中心轨迹的夹角稍大于11°，这是能可靠地确定钢球正确位置的最小角度。滚道的横断面为椭圆形，接触点和球心的连线角，椭圆在接触点处的曲率半径选为钢球半径的1.03~1.05倍。当受载时，钢球与滚道的接触点实际上为椭圆形接触区。由于工作时球的每个方向都有机会传递转矩，且由于球和球笼的配合是球形的，因此对这种万向节的润滑应给予足够的重视。润滑剂的使用主要取决于传动的转速和角度。在转速高达1500r/min时，一般使用防锈油脂。若转速和角度都较大时，则使用润滑油。比较好的方法是采用油浴和循环油润滑。另外，万向节的密封装置应保证润滑剂不漏出，根据传动角度的大小采取不同形式的密封装置。这种万向节允许的工作角可达42°。由于传递转矩时六个钢球均同时参加工作，其承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便。但是滚道的制造精度高，成本较高。

　　伸缩型球笼式万向节(图4-7c)结构与一般球笼式相近，仅仅外滚道为直槽。在传递转矩时，星形套与筒形壳可以沿轴向相对移动，故可省去其它万向传动装置中的滑动花键。这不仅使结构简单，而且由于轴向相对移动是通过钢球沿内、外滚道滚动实现的，所以与滑动花键相比，其滚动阻力小，传动效率高。这种万向节允许的工作最大夹角为20°。Rzeppa型球笼式万向节以前主要应用于转向驱动桥中，目前应用较少。Birfield型球笼式万向节和伸缩型球笼式万向节被广泛地应用在具有独立悬架的转向驱动桥中，在靠近转向轮一侧采用Birfield型万向节，靠近差速器一侧则采用伸缩型球笼式万向节，以补偿由于前轮跳动及载荷变化而引起的轮距变化。伸缩型万向节还被广泛地应用到断开式驱动桥中。

　　本章讲解了万向节的常见类型以及基本知识，相关部件的加工车削所用刀具会在下一篇文章讲到，点个关注了解更多行业相关知识。