等速萬(wàn)向節(jié)是一種在工作范圍內(nèi)輸出軸與輸入軸在所有位置轉(zhuǎn)速都相等的萬(wàn)向節(jié)。現(xiàn)在，等速萬(wàn)向節(jié)由于運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)而經(jīng)常用于傳動(dòng)系統(tǒng)，它們最初是在傳動(dòng)角度較大的情況下被采用的，例如前輪驅(qū)動(dòng)當(dāng)前輪偏轉(zhuǎn)至一側(cè)的最大轉(zhuǎn)向角位置時(shí)。
等速萬(wàn)向節(jié)的基本原理是從結(jié)構(gòu)上保證萬(wàn)向節(jié)在工作過程中其傳力點(diǎn)始終位于兩軸夾角的平分面上，若萬(wàn)向節(jié)的傳力點(diǎn)在其交角變化時(shí)，始終位于兩軸夾角的平分面上，就能保證等角速傳動(dòng)。等速萬(wàn)向節(jié)的常見類型有球叉式、球籠式和三叉式等。
簡(jiǎn)介
等速萬(wàn)向節(jié)的作用是將軸間有夾角或相互位置有變化的兩轉(zhuǎn)軸連接起來(lái)，并使兩軸以相同的角速度傳遞動(dòng)力，可以克服普通十字軸式萬(wàn)向節(jié)存在的不等速性問題，特別適合于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的使用。
轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，前輪既是驅(qū)動(dòng)輪，又是轉(zhuǎn)向輪，轉(zhuǎn)向時(shí)偏轉(zhuǎn)角度很大，最大可達(dá)40°以上，這時(shí)就不能采用傳統(tǒng)的、偏轉(zhuǎn)角度很小的普通萬(wàn)向節(jié)了。普通萬(wàn)向節(jié)在偏轉(zhuǎn)角較大時(shí)，轉(zhuǎn)速和扭矩會(huì)有很大的波動(dòng)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力很難平穩(wěn)可靠地傳輸給車輪，同時(shí)也會(huì)造成汽車的振動(dòng)、沖擊和噪聲。因此，必須采用偏轉(zhuǎn)角度大、動(dòng)力傳輸平穩(wěn)、角速度均勻的等速萬(wàn)向節(jié)才能滿足要求。
分類與結(jié)構(gòu)
目前廣泛采用的等速萬(wàn)向節(jié)主要有球叉式萬(wàn)向節(jié)和球籠式萬(wàn)向節(jié)，其中球叉式萬(wàn)向節(jié)按照鋼球滾道形狀的不同，球叉式萬(wàn)向節(jié)可分為圓弧滾道型和直槽滾道型兩種；按照萬(wàn)向節(jié)軸向能否運(yùn)動(dòng)，球籠式萬(wàn)向節(jié)分為固定型球籠式萬(wàn)向節(jié)（RF節(jié)）和伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)（VL節(jié)）。
圓弧滾道型球叉式萬(wàn)向節(jié)
主動(dòng)叉與從動(dòng)叉分別與內(nèi)、外半軸制成一體。在主、從動(dòng)叉上，各有4個(gè)曲面凹槽，裝合后形成兩個(gè)相交的環(huán)形槽作為鋼球滾道。4個(gè)傳動(dòng)鋼球放在槽中，中心鋼球放在兩叉中心的凹槽內(nèi)，以定中心。
為順利地將鋼球裝入槽內(nèi)，在中心鋼球上銑出一個(gè)凹面，凹面中央有一深孔。裝合時(shí)，先將定位銷裝入從動(dòng)叉內(nèi)，放人中心鋼球，然后在兩球叉槽中陸續(xù)裝入3個(gè)傳動(dòng)鋼球，再將中心鋼球的凹面對(duì)向未放鋼球的凹槽，以便裝入第4個(gè)傳動(dòng)鋼球，而后再將中心鋼球的孔對(duì)準(zhǔn)從動(dòng)叉孔，提起從動(dòng)叉軸使定位銷插入球孔中，最后將鎖止銷插入從動(dòng)叉上與定位銷垂直的孔中，以限制定位銷軸向移動(dòng)，保證中心鋼球的正確位置。
球叉式萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，允許最大夾角為32°～33°，一般應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中；球叉式萬(wàn)向節(jié)工作時(shí)，只有兩個(gè)鋼球傳力，反轉(zhuǎn)時(shí)，則由另兩個(gè)鋼球傳力。因此，鋼球與曲面凹槽之間的單位壓力較大，磨損較快，影響使用壽命。近年來(lái)，有些球叉式萬(wàn)向節(jié)中省去了定位銷和鎖止銷，中心鋼球上也沒有凹面，靠壓力裝配。這樣，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，但是拆卸不便。
直槽滾道型球叉式萬(wàn)向節(jié)
兩個(gè)球叉上的直槽與軸的中心線傾斜相同的角度，彼此對(duì)稱。在兩球叉間的槽中裝有四個(gè)鋼球。由于兩球叉中的槽所處的位置是對(duì)稱的，這便保證了四個(gè)鋼球的中心處于兩軸夾角的平分面上。這種萬(wàn)向節(jié)加工比較容易，允許的軸間夾角不超過20°，在兩叉間允許有一定量的軸間滑動(dòng)。直槽滾道型球叉式萬(wàn)向節(jié)主要應(yīng)用于斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，當(dāng)半軸擺動(dòng)時(shí)，用它可以補(bǔ)償半軸的長(zhǎng)度變化而省去滑動(dòng)花鍵。
固定型球籠式萬(wàn)向節(jié)（RF節(jié)）
星形套7以內(nèi)花鍵與主動(dòng)軸1相連，其外表面有6條凹槽，形成內(nèi)滾道。球形殼8的內(nèi)表面有相應(yīng)的6條凹槽，形成外滾道，6個(gè)傳力鋼球分別裝在各條凹槽中，并由保持架4使之保持在一個(gè)平面內(nèi)，動(dòng)力有主動(dòng)軸經(jīng)傳力鋼球、球形殼輸出。
球籠式萬(wàn)向節(jié)在兩軸最大夾角達(dá)到47°的情況下，仍可傳遞轉(zhuǎn)矩，且工作時(shí)，無(wú)論運(yùn)動(dòng)方向如何，6個(gè)鋼球全部傳力，與球叉式萬(wàn)向節(jié)相比，其承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，因此應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)（VL節(jié)）
該結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)、外滾道是圓筒形的，在傳遞轉(zhuǎn)矩過程中，星形套2與筒形殼4可以沿軸向相對(duì)移動(dòng)，故可省去其他萬(wàn)向傳動(dòng)裝置中必須有的滑動(dòng)花鍵。這不僅使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，而且由于星形套2與筒形殼4之間的軸向相對(duì)移動(dòng)是通過鋼球5沿內(nèi)、外滾道滾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與滑動(dòng)花鍵相比，其滑動(dòng)阻力小，最適用于斷開式驅(qū)動(dòng)橋。這種萬(wàn)向節(jié)保持架的內(nèi)球面中心B與外球面中心A位于萬(wàn)向節(jié)中心。的兩邊，且與O等距離。鋼球中心C到A、B距離相等，以保證萬(wàn)向節(jié)作等角速傳動(dòng)。
原理
等速萬(wàn)向節(jié)的基本原理
在機(jī)械傳動(dòng)中，解決有軸間夾角的等速動(dòng)力傳遞，典型的例子是錐齒輪傳動(dòng)。一對(duì)大小相同的錐齒輪傳動(dòng)，兩齒輪軸線夾角為a，兩齒輪的嚙合點(diǎn)P位于交角的平分面上，由P點(diǎn)分別到兩軸的垂直距離都等于r。在P點(diǎn)處兩齒輪的圓周速度是相等的，因而兩個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)的角速度也相等。從這個(gè)原理出發(fā)，若萬(wàn)向節(jié)的傳力點(diǎn)在其夾角變化時(shí)始終位于角平分面內(nèi)，則可使兩萬(wàn)向節(jié)叉保持等角速傳動(dòng)的關(guān)系。
等速萬(wàn)向節(jié)的基本原理就是從結(jié)構(gòu)上保證萬(wàn)向節(jié)在工作過程中，其傳力點(diǎn)始終位于主從動(dòng)軸夾角的平分面上。
球叉式萬(wàn)向節(jié)等角速傳動(dòng)原理
主動(dòng)叉和從動(dòng)叉凹槽的中心線是以O(shè)1、O2為圓心的兩個(gè)半徑相等的圓，而圓心O1、O2與萬(wàn)向節(jié)中心O的距離相等。因此，在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸以任何角度相交的情況下，傳動(dòng)鋼球中心都位于兩圓的交點(diǎn)上，亦即所有傳動(dòng)鋼球都位于角平分面上，因而保證了等角速傳動(dòng)。
球籠式萬(wàn)向節(jié)等角速傳動(dòng)原理
外滾道的中心A與內(nèi)滾道的中心B分別位于萬(wàn)向節(jié)中心O的兩邊，且與O等距離，有OA=OB。鋼球中心C到A、B兩點(diǎn)的距離也相等，有CA=CB，即傳力鋼球到主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的距離a和b相等。在三角形△COA與△COB中，CO是共邊，有三角形△COA與△COB全等。由于保持架的內(nèi)外球面、星形套的外球面和球形殼的內(nèi)球面，均以萬(wàn)向節(jié)中心O為球心，當(dāng)兩軸夾角變化時(shí)，保持架可沿內(nèi)、外球面滑動(dòng)，以保持鋼球在一定位置。當(dāng)兩軸相交任意角時(shí)，總有∠COA=∠COB成立，因此，傳力鋼球的中心C總是位于兩軸夾角的平分面上，保證了從動(dòng)軸與主動(dòng)軸等角速轉(zhuǎn)動(dòng)。
參考資料 >