内容正文:
举一反三考点练
《汽车底盘构造与维修》万向传动装置-讲义
(1)了解万向传动装置的功用、组成和类型。
(2)了解十字轴刚性万向节的构造、工作原理与速度特性。
(3)了解等角速万向节的常见类型、工作原理及构造。
(4)了解万向传动装置的布置形式。
(5)了解万向传动装置的检修和装配。
知识点一 万向传动装置的概述
1.万向传动装置的功用
万向传动装置的功用是能在轴间夹角及相互位置经常发生变化的转轴之间传递动力。
2.万向传动装置的组成
如图1-1-24所示,万向传动装置主要包括万向节和传动轴。对于传动距离较远的分段式传动轴,为了提高传动轴的刚度,还设置有中间支承。
3.万向传动装置的类型
(1)挠性万向节
挠性万向节依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉。
(2)刚性万向节
①不等速万向节:常用的为十字轴刚性万向节。
②准等速万向节:如双联式万向节和三销轴式万向节。
③等速万向节:如球叉式万向节和球笼式万向节。
4.万向传动装置的布置形式
常见汽车万向传动装置的布置形式如图1-1-25 所示。图(c)(d)(e)为越野汽车万向传动装置的布置形式,其中图(c)为两桥式轴驱动的越野汽车布置形式,图(d)(e)为三桥式的布置形式,图(d)为贯通式结构,图(e)为非贯通式结构,非贯通式传动轴必须采用中间支承,并将其固定在桥壳上。
【单项选择题】万向传动装置的主要功用是( )
A. 改变传动比
B. 改变扭矩方向
C. 在轴间夹角及相互位置经常变化的转轴间传递动力
D. 降低转速
【答案】C
【解析】万向传动装置的功用是能在轴间夹角及相互位置经常发生变化的转轴之间传递动力,所以选C。
1.(单项选择题)以下属于不等速万向节的是( )
A. 十字轴刚性万向节
B. 双联式万向节
C. 球叉式万向节
D. 球笼式万向节
【答案】A
【解析】常用的不等速万向节为十字轴刚性万向节,所以选A。
2. (单项选择题)三销轴式万向节属于( )
A. 不等速万向节
B. 准等速万向节
C. 等速万向节
D. 挠性万向节
【答案】B
【解析】准等速万向节包括双联式万向节和三销轴式万向节,所以答案是B。
3. (填空题)万向传动装置主要包括______和______。
【答案】万向节、传动轴
【解析】万向传动装置主要的组成部分就是万向节和传动轴。
1.(单项选择题)万向传动装置主要包括( )
A. 万向节和半轴
B. 万向节和传动轴
C. 传动轴和半轴
D. 万向节和差速器
【答案】B
【解析】万向传动装置主要包括万向节和传动轴,所以选B。
2. (单项选择题)依靠弹性件弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉的是( )
A. 刚性万向节
B. 不等速万向节
C. 挠性万向节
D. 准等速万向节
【答案】C
【解析】挠性万向节依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉,故选C。
3. (填空题)常用的不等速万向节是______。
【答案】十字轴刚性万向节
【解析】常用的不等速万向节为十字轴刚性万向节。
· 功用:传递动力,适应轴间角度变化。
· 组成:万向节、传动轴、中间支承。
· 类型:挠性、刚性(不等速、准等速、等速)。
· 布置:两桥式、三桥式(贯通式、非贯通式)。
知识点二 万向节
一、十字轴刚性万向节
1.十字轴刚性万向节的构造
如图1-1-26所示,十字轴刚性万向节由万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封、油嘴等组成。
2.十字轴刚性万向节的速度特性
刚性万向节结构简单,传动效率高,因此在现代汽车上被广泛采用,但这种刚性万向节,若单个使用在两轴之间有夹角的情况下,则其两轴的角速度是不相等的,当主动叉轴等角速旋转时,从动叉轴是不等角速转动的,即主动轴等速转一周时,从动轴会出现两次周期性的超越或滞后变化,两轴夹角越大,角速度变化幅度也越大。
3.十字轴万向节等角速传动的条件
(1)如图1-1-27(a)所示,传动轴与主动轴之间的夹角α₁等于传动轴与从动轴之间的夹角α₂,即
(2)如图1-1-27(b)所示,第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面内。
二、等角速万向节
1.双联式万向节
双联式万向节实际是一套传动轴长度减缩至最小的双刚性十字轴万向节的等速传动装置。
2.三销轴式万向节
三销轴式万向节是由双联式万向节演变而来的。转向驱动桥中的三销轴式万向节,主要由2个偏心轴叉、2个三销轴以及 6个轴承、密封件等组成。
3.球叉式等速万向节
球叉式等速万向节的基本原理是从结构上保证万向节在工作过程中,其传力点永远位于两轴交角的平分面上,这个原理可以通过一对大小相同的锥齿轮传动来说明。如图1-1-28 所示,两齿轮的接触点 P 位于两齿轮轴线交角α的平分面上,由 P 点到两轴轴线的垂直距离都等于r,在 P 点处两齿轮的圆周速度是相等的,因而两个齿轮旋转的角速度也相等。
如图1-1-29所示,主动叉和从动叉上各有4个曲面凹槽,装合后形成2个相交的环形槽,作为钢球的滚道,4个传动钢球放在凹槽中,中心钢球放在两叉中心的凹槽内用以定心。
如图1-1-30所示,此结构是为了保证万向节在工作过程中,其传力点永远位于两轴交角的平分面上。
4.球笼式万向节
如图1-1-31 所示,为球笼式万向节结构,它由星形套、钢球、保持架(球笼)、球形壳等组成。星形套以内花键与主动轴相连,其外表面有凹槽形成内滚道;球形壳内表面也有相应的凹槽,形成外滚道,6个钢球分别装在各条凹槽中,并由保持架保持在一个平面内。
【单项选择题】十字轴刚性万向节由以下哪些部件组成( )
A. 万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封、油嘴
B. 万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封、中心钢球
C. 万向节叉、十字轴、滚针轴承、保持架、油嘴
D. 万向节叉、十字轴、滚针轴承、球形壳、油嘴
【答案】A
【解析】十字轴刚性万向节由万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封、油嘴等组成,所以选A。
1.(单项选择题)双联式万向节实际是一套怎样的等速传动装置( )
A. 传动轴长度伸长至最大的双刚性十字轴万向节
B. 传动轴长度减缩至最小的双刚性十字轴万向节
C. 传动轴长度不变的单刚性十字轴万向节
D. 传动轴长度可变的双刚性十字轴万向节
【答案】B
【解析】双联式万向节实际是一套传动轴长度减缩至最小的双刚性十字轴万向节的等速传动装置,所以选B。
2. (单项选择题)球叉式等速万向节中,中心钢球的作用是( )
A. 传动动力
B. 增大摩擦力
C. 定心
D. 减少磨损
【答案】C
【解析】中心钢球放在两叉中心的凹槽内用以定心,中心钢球的作用是定心,所以选C。
3. (填空题)球叉式等速万向节的基本原理是从结构上保证万向节在工作过程中,其传力点永远位于________________。
【答案】两轴交角的平分面上
【解析】球叉式等速万向节的基本原理是从结构上保证万向节在工作过程中,其传力点永远位于两轴交角的平分面上。
1.(单项选择题)单个十字轴刚性万向节在两轴有夹角时,从动叉轴的转动特点是( )
A. 等角速转动
B. 不等角速转动
C. 先等速后不等速
D. 先不等速后等速
【答案】B
【解析】若单个使用在两轴之间有夹角的情况下,则其两轴的角速度是不相等的,当主动叉轴等角速旋转时,从动叉轴是不等角速转动的,所以选B。
2. (单项选择题)十字轴万向节等角速传动的条件之一是( )
A. 传动轴与主动轴之间的夹角α₁大于传动轴与从动轴之间的夹角α₂
B. 传动轴与主动轴之间的夹角α₁小于传动轴与从动轴之间的夹角α₂
C. 传动轴与主动轴之间的夹角α₁等于传动轴与从动轴之间的夹角α₂
D. 与两轴夹角无关
【答案】C
【解析】十字轴万向节等角速传动的条件之一是传动轴与主动轴之间的夹角α₁等于传动轴与从动轴之间的夹角α₂,即α₁=α₂,所以选C。
3. (填空题)球笼式万向节由星形套、钢球、________________、球形壳等组成。
【答案】保持架(球笼)
【解析】球笼式万向节由星形套、钢球、保持架(球笼)、球形壳等组成。
· 十字轴刚性万向节:构造简单,单个使用不等速,双个使用满足条件可实现等速。
· 双联式万向节:双十字轴,缩短传动轴。
· 三销轴式万向节:偏心轴叉、三销轴,用于转向驱动桥。
· 球叉式万向节:钢球传力,传力点在平分面。
· 球笼式万向节:星形套、钢球、保持架,6钢球等速传动。
知识点三 万向传动装置的检修和装配
传动轴在万向节轴承和各连接部位的磨损松旷以及传动轴弯曲、动平衡不良等均会引起万向传动装置出现故障。常见故障有传动轴的摆振和发响。
1.万向传动装置零件的检修
检查万向节外星轮(球形壳)星形套,保持架及钢球接触面有无凹痕和磨损,钢球和滚道应无锈蚀、烧蚀、剥落、裂纹;检查万向节间隙,其值应不大于0.8mm,否则应更换万向节;检查时将万向节总成内外半轴各用两块“V”型铁支承,用千分表的触头沿星形套圆周的切线方向触及套的凸齿,在外半轴不动的情况下来回转动内半轴,此时千分表指针的摆动量为万向节的传动间隙,内等速万向节必须整体更换。
2.万向传动装置的装配(以上海桑塔纳为例)
(1)安装等角速万向节
①安装外等角速万向节:将规定数量的润滑脂90g的一半(45g)涂在万向节上,其余涂在防尘罩内侧,将保持架连同星形套一起装入球壳体,将钢球按顺序压入保持架。操作过程中应注意使整个结构与分解前一致。
②安装内等角速万向节:将星形套嵌入保持架,然后将钢球压入保持架,把装好后的保持架连同星形套垂直装入球形壳。安装时应使球形壳上的宽隙对准星形套的窄隙。
③安装碟形座圈套:将碟形座圈装在带槽的内径与同心轴相配合的位置。
④用专用工具压入万向节内圈,然后将万向节压入轴承座,插入开口弹性挡圈,装配时星形套内径倒角必须朝向传动轴的接触轴肩。
⑤安装防尘罩:按规定位置安装万向节防尘罩,装好后应将防尘罩小直径端拉开通气,使压力平衡,然后张紧不锈钢软管卡箍。
(2)传动轴的安装
①清除传动轴和花键上的油污,涂上锂基润滑脂。
②在外表均匀地涂上一圈5 mm厚的防护剂,然后装上传动轴花键套,安装完后,应停车1h,方可使用。
③将球形接头重新装配在原位置,并拧紧螺母,拧紧力矩为50N·m。
④安装球头销时,不要损坏波纹管护套。必要时检查前轮外倾角。
⑤车轮着地后,拧紧轮毂固定螺母,拧紧力矩为230 N·m。
【单项选择题】检查万向节间隙时,其值应不大于( ),否则应更换万向节。
A. 0.5mm B. 0.6mm C. 0.8mm D. 1.0mm
【答案】C
【解析】检查万向节间隙,其值应不大于0.8mm,否则应更换万向节,所以答案为C。
1.(单项选择题)上海桑塔纳传动轴安装时,球形接头装配后的拧紧力矩为( )
A. 30N·m B. 40N·m C. 50N·m D. 60N·m
【答案】C
【解析】将球形接头重新装配在原位置,并拧紧螺母,拧紧力矩为50N·m,所以选C。
2. (单项选择题)以下关于万向节检修说法错误的是( )
A. 检查万向节外星轮等接触面有无凹痕和磨损
B. 钢球和滚道应无锈蚀、烧蚀、剥落、裂纹
C. 万向节间隙大于0.8mm时,内等速万向节可维修后继续使用
D. 检查时用千分表测万向节传动间隙
【答案】C
【解析】万向节间隙应不大于0.8mm,否则应更换万向节,内等速万向节必须整体更换,C选项说可维修后继续使用错误,所以选C。
3. (填空题)传动轴故障常见的有__________和发响。
【答案】传动轴的摆振
【解析】常见故障有传动轴的摆振和发响,所以答案是传动轴的摆振。
1. (单项选择题)安装上海桑塔纳外等角速万向节时,应将规定数量90g润滑脂的多少涂在万向节上( )
A. 1/3(30g) B. 1/2(45g) C. 2/3(60g) D. 全部(90g)
【答案】B
【解析】安装外等角速万向节:将规定数量的润滑脂90g的一半(45g)涂在万向节上,可知答案为B。
2. (单项选择题)安装上海桑塔纳内等角速万向节时,应使球形壳上的( )对准星形套的( )
A. 宽隙;宽隙 B. 宽隙;窄隙 C. 窄隙;宽隙 D. 窄隙;窄隙
【答案】B
【解析】安装内等角速万向节……安装时应使球形壳上的宽隙对准星形套的窄隙,答案是B。
3. (填空题)上海桑塔纳传动轴安装时,要在外表均匀地涂上一圈______mm厚的防护剂。
【答案】5
【解析】从“在外表均匀地涂上一圈5mm厚的防护剂”可得答案为5。
· 检修:查磨损、测间隙、换超限件。
· 装配:润滑到位、对标记、力矩达标、防尘罩通气。
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