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【摘要】万向传动装置的作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴，并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下，仍能可靠地传递动力。它主要由万向节、传动轴和中间支承组成。
【关键词】汽车；万向传动装置；结构分析
一、万向传动装置在汽车上的应用
1.由于变速器与驱动桥之间。在前置后驱动的汽车上，将发动机、离合器、变速器连成一个总成固定在车梁上，驱动桥则通过弹性悬架与车架相连接。这样，变速器输出轴与主减速器输入轴之间不但轴线不重合，而且在汽车行驶中，由于地面不平还会引起弹性元件变形，使两个轴的相对位置不断变化。因此，为保证二者之间在任何情况下均能传递动力，必须采用万向传动装置。对于轴距较大的汽车，由于变速器与驱功桥距离较远，还将传动轴分为两段，即前传动轴和传动轴，并设置了中间支撑。
2.用于变速器与分动器之间。在多轴驱动的越野汽车上，在分动器与各驱动桥之间，或驱动桥与驱动桥之间，或变速器与分动器分开时它们之间的动力传递都是靠万向传动装置来实现的。有些重型汽车的变速器有发动机是分开固定的，它们之间也装有万向传动装置。
3.由于转向驱动桥上。转向轮在偏转时仍要传递动力，这时的半轴不能制成整体而要分成两段，是有万向节连接，以适应汽车行驶时半轴各段不断变化的需要。若采用立悬架，则在靠近主减速器处也需要有万向节。若采用非独立悬架，只需在转向轮附近装一个万向节即可。
二、万向节
万向节是万向传动装置中实现变角度传动的主要部件，用于需要改变传动轴轴线的地方；万向节分为刚性万向节和挠性万向节；刚性万向节又分为不等速万向节（十字轴式）、准等速万向节。
1.十字轴式刚性万向节
十字轴式刚性万向节在汽车传动系中应用最为广泛。它一般由一个十字轴和四个滚针轴承组成，允许相邻两轴的最大交角为15°—20°。万向节的两对孔通过四个银针轴承分别与十字轴的两对轴颈相饺接，这样，当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。为了防止轴承在离心力的作用不被甩出，万向节叉上用螺钉固定有轴承盖，并用锁紧垫锁紧防松。为了润滑轴承，十字轴做成中空的，并开有润滑油靠向轴颈；在十字铀的颈上套着装在金属座内的毛毡油封，以防止润滑油流失或灰尘进入轴承。安全阀起着防止油压过高而使密封损坏的作用。上述滚针轴承的轴向定位方式为盖板式，此外还有瓦盖式。由于刚性万向节结构简单，传动效率较高，因此应用较广泛，其不足之处是对于单个万向节在输入轴和输出轴之间有夹角的情况下，其两轴的角速度不相等，这就是单个万向节的不等速性。
2.准等速万向节
准等速万向节是根据上述双万向节等速传动的原理而设计的。常见的有双联式和三销轴式。（1）双联式万向节 双联式万向节是将双十字轴万向节中的传动轴长度缩短至最小而得到的一种万向节。双联叉即相当于处于同一平面上的两个万向节又及传动轴。应保证两轴间的夹角相等，为此，有的双联式万向节的结构装有分度机构，以使双联叉的轴线平分所连二轴的夹角。双联式万向节可使两轴之间有较大的夹角，并具有结构简单、制造方便、工作可靠等优点，因此在转向驱动桥中应用较广泛。
（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出来的一种准等速万向节。东风EQ2080型汽车转向驱动桥中的三销轴式万向节，它主要由主动偏心轴叉、从动偏心轴叉和两个三销轴组成。主、从动偏心轴叉分别与转向驱动桥的内、外半轴制成一体。叉孔中心线与叉轴中心线互相垂直但不相交。两轴叉由两个三销轴连接。三销轴的大端有一穿通的轴承孔，其中心线与小端轴颈中心线重合。靠近大端两侧的两个轴颈，其中心线与小端轴颈中心线垂直并相交。装配时每一偏心轴叉的两叉孔与一个三销轴大端的两轴颈配合，而两个三销轴小端的轴颈互相插入对方的大端轴承孔内，这样便形成了三根轴线。在与主动偏心轴叉相连的三销轴的两个轴颈端座和轴承座之间装有推力单片。其余各轴颈端面均无推力垫片，且端面与轴承座之间留有较大空隙，以保持在转向时三销轴与万向节不致发生运动干涉现象。三销轴式万向节的最大特点是允许相邻两轴有较大交角，可达45°，公转内驱动桥中采用这种万向节可使汽车获得较小的转弯半径，提高汽车的机动性；其缺点是所占空间较大。
3.等速万向节
等速万向节的基本原理是从结构上保证万向节在工作中，其传力点始终位于两轴交角的平分面上。两齿轮的接触点位于两齿轮轴线交角的平分向上，两齿轮的圆周速度是相等的，即两齿轮旋转角速度也相同。若万向节在工作中，其传力点始终在两轴夹角的平分面上，这种万向节就是等速万向节。（1）球笼式等速万向节它主要由八个钢球、星形套、球形壳和保持架（球笼）组成；星形套以其内花键与主动轴连接，钢球分别位于六条由星形套和球形壳形成的凹槽内，由保持架保持在同一平面内。动力由主动轴输入，经钢球和球形壳输出。保持架的内、外球面，内环的外球面和外环的内球面均以万向节中心为球心。当两轴交角变化时，保持架可沿内、外球面滑动，以保持六个钢球在同一平面。（2）球叉式等速万向节球叉式等速万向节主要由主动叉、从动叉、四个传力钢球和一个中心钢球等组成。在主、从动叉上各有四个弧形凹槽，两个叉对合后形成四个钢球的滚道。四个传力钢球分别放置在此滚迈之中。两叉中心的凹槽中放置中心钢球以定中心。
4.挠性万向节
挠性万向节的特点是其传力元件采用夹布橡胶盘、橡胶块、橡胶环等弹性元件，从而保证在相交两轴间不发生机械干涉。由于弹性元件变形量有限，故挠性万向节一般用于夹角较小的两轴间和有微量轴向位移的传动场合。例如，安装在支架上的两个部件（发动机与变速器或变速器与分动器）之间，可使装配方便不需轴线严格对正，并能消除工作车架变形对传动的不利影响。挠性万向节不但结构简单，不需润滑，而且还具有缓冲和减振作用。
三、传动轴和中间支撑
1.传动轴
传动轴常用在变速箱与驱动桥之间的动力传递。这种轴一般较长，且转速高，必要时加中间支撑，以减小其长度。由于所连接的两部件间的相对位置经常变化，因而要求传动轴长度也相应地变化，以保证正常运转。传动轴的结构具有以下特点：（1）广泛采用空心传动轴。这是因为在传递相同转矩情况下，空心轴具有更大的刚度和强度，而且质量轻；（2）传动轴是高速转动件，为了避免离心力引起剧烈振动，要求传动轴的质量沿圆周均匀分布，故通常不用无缝钢管，而是用钢板卷制对焊成管型圆轴。此外，当传动轴和万向节转配以后，要经过平衡，用焊小钢片的办法使之平衡。平衡后应在叉和轴上刻上记号，以便拆装时保证两者原来的相对位置；（3）传动轴上有花键连接部分，传动轴一端焊有接头轴，与万向节滑动叉的花键结合。这样传动轴允许伸缩。花键长度应保证传动轴在各种工作情况下，既不脱开又不顶死。为了润滑花键，通过注油嘴注入润滑脂，用油封防止润滑脂外流，有时还加防尘套。传动轴另一端与万向节叉焊成一体。
2.中间支承
对于长轴距汽车的传动轴，分段时需在两根传动轴之间加装中间支承。通常中间支承安装在车架横梁或车身底架上，以补偿传动轴向和角度方向的安装误差以及车辆行驶过程中由于发动机窜动或车架等变形所引起的位移。
参考文献
[1]双荣，拽马.万向传动装置常见故障及保养[J].山西农机，1999（06）.
[2]王家勇.普通万向传动装置输出速度的一种推导方法[J].浙江海洋学院学报（自然科学版），2007（02）.
【关键词】汽车；万向传动装置；结构分析
一、万向传动装置在汽车上的应用
1.由于变速器与驱动桥之间。在前置后驱动的汽车上，将发动机、离合器、变速器连成一个总成固定在车梁上，驱动桥则通过弹性悬架与车架相连接。这样，变速器输出轴与主减速器输入轴之间不但轴线不重合，而且在汽车行驶中，由于地面不平还会引起弹性元件变形，使两个轴的相对位置不断变化。因此，为保证二者之间在任何情况下均能传递动力，必须采用万向传动装置。对于轴距较大的汽车，由于变速器与驱功桥距离较远，还将传动轴分为两段，即前传动轴和传动轴，并设置了中间支撑。
2.用于变速器与分动器之间。在多轴驱动的越野汽车上，在分动器与各驱动桥之间，或驱动桥与驱动桥之间，或变速器与分动器分开时它们之间的动力传递都是靠万向传动装置来实现的。有些重型汽车的变速器有发动机是分开固定的，它们之间也装有万向传动装置。
3.由于转向驱动桥上。转向轮在偏转时仍要传递动力，这时的半轴不能制成整体而要分成两段，是有万向节连接，以适应汽车行驶时半轴各段不断变化的需要。若采用立悬架，则在靠近主减速器处也需要有万向节。若采用非独立悬架，只需在转向轮附近装一个万向节即可。
二、万向节
万向节是万向传动装置中实现变角度传动的主要部件，用于需要改变传动轴轴线的地方；万向节分为刚性万向节和挠性万向节；刚性万向节又分为不等速万向节（十字轴式）、准等速万向节。
1.十字轴式刚性万向节
十字轴式刚性万向节在汽车传动系中应用最为广泛。它一般由一个十字轴和四个滚针轴承组成，允许相邻两轴的最大交角为15°—20°。万向节的两对孔通过四个银针轴承分别与十字轴的两对轴颈相饺接，这样，当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。为了防止轴承在离心力的作用不被甩出，万向节叉上用螺钉固定有轴承盖，并用锁紧垫锁紧防松。为了润滑轴承，十字轴做成中空的，并开有润滑油靠向轴颈；在十字铀的颈上套着装在金属座内的毛毡油封，以防止润滑油流失或灰尘进入轴承。安全阀起着防止油压过高而使密封损坏的作用。上述滚针轴承的轴向定位方式为盖板式，此外还有瓦盖式。由于刚性万向节结构简单，传动效率较高，因此应用较广泛，其不足之处是对于单个万向节在输入轴和输出轴之间有夹角的情况下，其两轴的角速度不相等，这就是单个万向节的不等速性。
2.准等速万向节
准等速万向节是根据上述双万向节等速传动的原理而设计的。常见的有双联式和三销轴式。（1）双联式万向节 双联式万向节是将双十字轴万向节中的传动轴长度缩短至最小而得到的一种万向节。双联叉即相当于处于同一平面上的两个万向节又及传动轴。应保证两轴间的夹角相等，为此，有的双联式万向节的结构装有分度机构，以使双联叉的轴线平分所连二轴的夹角。双联式万向节可使两轴之间有较大的夹角，并具有结构简单、制造方便、工作可靠等优点，因此在转向驱动桥中应用较广泛。
（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出来的一种准等速万向节。东风EQ2080型汽车转向驱动桥中的三销轴式万向节，它主要由主动偏心轴叉、从动偏心轴叉和两个三销轴组成。主、从动偏心轴叉分别与转向驱动桥的内、外半轴制成一体。叉孔中心线与叉轴中心线互相垂直但不相交。两轴叉由两个三销轴连接。三销轴的大端有一穿通的轴承孔，其中心线与小端轴颈中心线重合。靠近大端两侧的两个轴颈，其中心线与小端轴颈中心线垂直并相交。装配时每一偏心轴叉的两叉孔与一个三销轴大端的两轴颈配合，而两个三销轴小端的轴颈互相插入对方的大端轴承孔内，这样便形成了三根轴线。在与主动偏心轴叉相连的三销轴的两个轴颈端座和轴承座之间装有推力单片。其余各轴颈端面均无推力垫片，且端面与轴承座之间留有较大空隙，以保持在转向时三销轴与万向节不致发生运动干涉现象。三销轴式万向节的最大特点是允许相邻两轴有较大交角，可达45°，公转内驱动桥中采用这种万向节可使汽车获得较小的转弯半径，提高汽车的机动性；其缺点是所占空间较大。
3.等速万向节
等速万向节的基本原理是从结构上保证万向节在工作中，其传力点始终位于两轴交角的平分面上。两齿轮的接触点位于两齿轮轴线交角的平分向上，两齿轮的圆周速度是相等的，即两齿轮旋转角速度也相同。若万向节在工作中，其传力点始终在两轴夹角的平分面上，这种万向节就是等速万向节。（1）球笼式等速万向节它主要由八个钢球、星形套、球形壳和保持架（球笼）组成；星形套以其内花键与主动轴连接，钢球分别位于六条由星形套和球形壳形成的凹槽内，由保持架保持在同一平面内。动力由主动轴输入，经钢球和球形壳输出。保持架的内、外球面，内环的外球面和外环的内球面均以万向节中心为球心。当两轴交角变化时，保持架可沿内、外球面滑动，以保持六个钢球在同一平面。（2）球叉式等速万向节球叉式等速万向节主要由主动叉、从动叉、四个传力钢球和一个中心钢球等组成。在主、从动叉上各有四个弧形凹槽，两个叉对合后形成四个钢球的滚道。四个传力钢球分别放置在此滚迈之中。两叉中心的凹槽中放置中心钢球以定中心。
4.挠性万向节
挠性万向节的特点是其传力元件采用夹布橡胶盘、橡胶块、橡胶环等弹性元件，从而保证在相交两轴间不发生机械干涉。由于弹性元件变形量有限，故挠性万向节一般用于夹角较小的两轴间和有微量轴向位移的传动场合。例如，安装在支架上的两个部件（发动机与变速器或变速器与分动器）之间，可使装配方便不需轴线严格对正，并能消除工作车架变形对传动的不利影响。挠性万向节不但结构简单，不需润滑，而且还具有缓冲和减振作用。
三、传动轴和中间支撑
1.传动轴
传动轴常用在变速箱与驱动桥之间的动力传递。这种轴一般较长，且转速高，必要时加中间支撑，以减小其长度。由于所连接的两部件间的相对位置经常变化，因而要求传动轴长度也相应地变化，以保证正常运转。传动轴的结构具有以下特点：（1）广泛采用空心传动轴。这是因为在传递相同转矩情况下，空心轴具有更大的刚度和强度，而且质量轻；（2）传动轴是高速转动件，为了避免离心力引起剧烈振动，要求传动轴的质量沿圆周均匀分布，故通常不用无缝钢管，而是用钢板卷制对焊成管型圆轴。此外，当传动轴和万向节转配以后，要经过平衡，用焊小钢片的办法使之平衡。平衡后应在叉和轴上刻上记号，以便拆装时保证两者原来的相对位置；（3）传动轴上有花键连接部分，传动轴一端焊有接头轴，与万向节滑动叉的花键结合。这样传动轴允许伸缩。花键长度应保证传动轴在各种工作情况下，既不脱开又不顶死。为了润滑花键，通过注油嘴注入润滑脂，用油封防止润滑脂外流，有时还加防尘套。传动轴另一端与万向节叉焊成一体。
2.中间支承
对于长轴距汽车的传动轴，分段时需在两根传动轴之间加装中间支承。通常中间支承安装在车架横梁或车身底架上，以补偿传动轴向和角度方向的安装误差以及车辆行驶过程中由于发动机窜动或车架等变形所引起的位移。
参考文献
[1]双荣，拽马.万向传动装置常见故障及保养[J].山西农机，1999（06）.
[2]王家勇.普通万向传动装置输出速度的一种推导方法[J].浙江海洋学院学报（自然科学版），2007（02）.