萬向節(jié)即萬向接頭（Universal Joint），是實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸之間變角度傳遞動力的機件，用于需要改變傳動軸線方向的位置，是汽車驅(qū)動系統(tǒng)的萬向傳動裝置的“關(guān)節(jié)”部件。萬向節(jié)與傳動軸組合，稱為萬向節(jié)傳動裝置。
萬向節(jié)位于傳動軸的末端，起到連接傳動軸和驅(qū)動橋、半軸等機件的作用。在前置發(fā)動機RWD的車輛上，萬向節(jié)傳動裝置安裝在變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間；而前置發(fā)動機前輪驅(qū)動的車輛省略了傳動軸，萬向節(jié)安裝在既負責(zé)驅(qū)動又負責(zé)轉(zhuǎn)向的前橋半軸與車輪之間。
萬向節(jié)按其速度特性分為不等速萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。萬向節(jié)按其剛度大小，可分為剛性萬向節(jié)和柔性萬向節(jié)。
結(jié)構(gòu)及作用
萬向節(jié)位于傳動軸的末端，起到連接傳動軸和驅(qū)動橋、半軸等機件的作用。萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)和作用有點像人體四肢上的關(guān)節(jié)，它允許被連接的零件之間的夾角在一定范圍內(nèi)變化。為滿足動力傳遞、適應(yīng)轉(zhuǎn)向和汽車運行時所產(chǎn)生的上下跳動所造成的角度變化，前驅(qū)動汽車的驅(qū)動橋，半軸與輪軸之間常用萬向節(jié)相連。但由于受軸向尺寸的限制，要求偏角又比較大，單個的萬向節(jié)不能使輸出軸與輸入軸的瞬時角速度相等，容易造成振動，加劇機件的損壞，產(chǎn)生很大的噪聲，所以廣泛采用各式各樣的等速萬向節(jié)。在前驅(qū)動汽車上，每個半軸用兩個等速萬向節(jié)，靠近變速驅(qū)動橋的萬向節(jié)是半軸內(nèi)側(cè)萬向節(jié)，靠近車軸的是半軸外側(cè)萬向節(jié)。在后驅(qū)動汽車上，發(fā)動機、離合器與變速器作為一個整體安裝在車架上，而驅(qū)動橋通過彈性懸掛與車架連接，兩者之間有一個距離，需要進行連接。汽車運行中因路面不平而產(chǎn)生的跳動，負荷變化或者兩個總成安裝的位差等，都會使得變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，因此，后驅(qū)動汽車的萬向節(jié)傳動形式都采用雙萬向節(jié)，就是傳動軸兩端各有一個萬向節(jié)，其作用是使傳動軸兩端的夾角相等，保證輸出軸與輸入軸的瞬時角速度始終相等。
萬向節(jié)分類
萬向節(jié)是萬向傳動裝置中實現(xiàn)變角度傳動的主要部件，按其速度特性分為不等速萬向節(jié)(普通十字軸式萬向節(jié))、準等速萬向節(jié)(雙聯(lián)式、三銷軸式等)和等速萬向節(jié)(球籠式、組合式等)。萬向節(jié)按其剛度大小，可分為剛性萬向節(jié)和柔性萬向節(jié)。
不等速萬向節(jié)
在車輛傳動系統(tǒng)中采用較多的是十字軸萬向節(jié)。其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，效率高，且兩傳動軸之間的夾角允許達到15°~20°，但是在兩軸夾角不為零的情況下不能等角速度傳遞動力。
準等速萬向節(jié)
準等速萬向節(jié)是根據(jù)上述雙萬向節(jié)實現(xiàn)等速傳動的原理而設(shè)計的，常見的有雙聯(lián)式和三銷軸式萬向節(jié)。
（1）雙聯(lián)式萬向節(jié)是一套將傳動軸長度減縮至最小的雙萬向節(jié)等速傳動裝置。其中雙聯(lián)叉2相當于兩個在同一平面上的萬向節(jié)叉，欲使軸1和軸3的角速度相等，應(yīng)保證a-a2，為此在雙聯(lián)式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)中裝有分度機構(gòu)，以盡量保證雙聯(lián)叉的對稱線平分所連兩軸的夾角。雙聯(lián)式萬向節(jié)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋時可以沒有分度機構(gòu)，但必須在結(jié)構(gòu)上保證雙聯(lián)式萬向節(jié)中心位于主銷軸線與半軸軸線的交點，以保證準等速傳動。雙聯(lián)式萬向節(jié)允許有較大的間夾角(一般可達 50°)，且具有軸承密封性好、效率高、制造工藝簡單、加工方便、工作可靠等優(yōu)點，但零件數(shù)目較多，外形尺寸較大，故一般多用在越野汽車上。
（2）三銷軸式萬向節(jié)是由雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來的準等速萬向節(jié)。三銷軸式萬向節(jié)主要由兩個偏心軸叉1和3、兩個三銷軸2和4以及六個軸承、密封件等組成。主、從動偏心軸叉分別與轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的內(nèi)、外半軸制成一體，又孔中心線與叉軸中心線互相垂直但不相交。兩偏心軸叉由兩個三銷軸連接。三銷軸的大端有一穿通的軸承孔，其中心線與小端軸頸中心線重合。靠近大端兩側(cè)有兩軸頸，其中心線與小端軸頸中心線垂直并且相交。裝合時每一偏心軸叉的兩叉孔與一個三銷軸的大端兩軸頸配合，而后兩個三銷軸的小端軸頸互相插入對方的大端軸承孔內(nèi)，這樣便形成了 Q-O’’Q-Ω'’R-R'。在與主動偏心軸叉1相連的三銷軸4的兩個軸頸端面和軸承座6之間裝有推力墊片10。其余各軸頸端面均無推力墊片，且端面與軸承座之間留有較大的空隙，以保證在轉(zhuǎn)向時銷軸式萬向節(jié)不致發(fā)生運動干涉現(xiàn)象。三銷軸式萬向節(jié)的特點同樣是允許相鄰兩軸有較大的交角，最大可達45°。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中采用這種萬向節(jié)可使汽車獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑，提高了汽車的機動性。其缺點是所占空間較大。
等速萬向節(jié)
等速萬向節(jié)的基本原理是從結(jié)構(gòu)上保證萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點永遠位于兩軸交角的平分面上。如圖10-66所示，等速萬向節(jié)由一對大小相等的錐齒輪組成，在其傳動過程中，兩齒輪的接觸點P位于兩齒輪軸線交角a的平分面上，由P點到兩軸的垂直距離都等于r，P點處兩齒輪的圓周速度是相等的，故兩個齒輪旋轉(zhuǎn)的角速度也相等。同理，若萬向節(jié)的傳力點在其交角變化時始終位于兩軸交角的平分面上，則可使兩萬向節(jié)叉保持相等的角速度，實現(xiàn)等速傳動。等速萬向節(jié)有球籠式和球叉式兩種。
（1）固定型球籠式萬向節(jié)的星形套7以內(nèi)花鍵與主動軸1相連接，其外表面有六條弧形凹槽，形成內(nèi)滾道。球形殼8的內(nèi)表面有相應(yīng)的六條弧形槽，形成外滾道。六個鋼球6分別裝在各條凹槽中，由保持架4使之保持在一個平面內(nèi)。動力由主動軸1經(jīng)鋼球6、球形殼8輸出。球籠式萬向節(jié)在結(jié)構(gòu)上能保證傳力鋼球在工作時始終位于主、從動軸交角的平分面上，從而使得從動軸與主動軸能以等角速度旋轉(zhuǎn)。球籠式萬向節(jié)在工作時，不論傳動方向如何，六個鋼球全部傳力，并且在兩軸的最大交角為42°時仍可傳遞轉(zhuǎn)矩，同時其結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力強，拆裝方便，因而越來越得到廣泛應(yīng)用。
（2）球叉式萬向節(jié)在軸1和軸2的一端都做有一個叉子兩個叉子相互垂直放置，兩又間嵌進四個傳力鋼球6，在兩叉中心嵌入一個定心鋼球5，傳動時兩個叉子繞著定心鋼球5轉(zhuǎn)動一個角度。為達到等速傳遞動力的目的，在每個叉子上都做有四個曲槽，如圖10-68b所示。軸1叉子的曲槽半徑為(圖中只畫出兩個曲槽，另兩個在背面，投影與之重合)，曲槽中心為0，軸2叉子的曲槽半徑，中心為0，而萬向節(jié)的中心為0點。0、0與0點不重合，當子裝配起來之后(見圖10-68c)，兩個叉子凹槽的中心線是以 0、0，為圓心的兩個半徑相等的圓，而圓心 0、0，與萬向節(jié)中心0的距離相等，曲槽半徑 R、R也相等，因此在兩軸以任何角度相交的情況下，傳力鋼球中心都位于兩圓的交點上，亦即所有傳力鋼球都位于角平分面上，因而保證了等角速度轉(zhuǎn)動。球叉式萬向節(jié)只有兩個鋼球參與傳力，當反轉(zhuǎn)時，則是另外兩個鋼球參與傳力，因此鋼球與曲槽之間的壓力較大，磨損較快，對萬向節(jié)的使用壽命影響較大。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、簡單。球叉萬向節(jié)允許最大交角為32”~33"，滿足了轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的要求，使用廣泛。
撓性萬向節(jié)
撓性萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上有明顯彈性，依靠其中彈性件的彈性變形來保證在相交兩軸間傳動時不發(fā)生機械干涉。六角形橡膠圈、橡膠盤、橡膠金屬套管等是常用的彈性件。因為彈性件的彈性變形量有限，所以撓性萬向集團節(jié)一般適用于兩軸間夾角不大（3°~5’）和有微量軸向位移的萬向傳動場合。撓性萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單，無需潤滑，能吸收傳動系統(tǒng)中的沖擊載荷和衰減。扭轉(zhuǎn)振動等優(yōu)點。
剛性十字軸式萬向節(jié)
剛性十字軸式萬向節(jié)，由萬向節(jié)叉、十字軸、滾針軸承、油封、套簡、軸承蓋等組成。其具有不等速性，為實現(xiàn)等角速度傳動，傳動軸需要使用兩個萬向節(jié)，且滿足兩個條件：①第一萬向節(jié)兩軸間的夾角a；與第二萬向節(jié)兩軸間的夾角c相等；②傳動軸兩端的兩個萬向節(jié)叉，即第一萬向節(jié)的從動又與第二萬向節(jié)的主動夏在同一平面內(nèi)。
參考資料 >
無錫寬慧科技取得高空車萬向節(jié)鋁殼組件專利，降低壓入時的誤差節(jié)省力度大小產(chǎn)生的銅套歪斜問題.百家號.2024-11-29
萬向傳動裝置的組成包括哪些部分?.和訊汽車.2024-11-29