底盘教案1628万向传动装置.docx
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底盘教案1628万向传动装置
教学设计总课时数
课题
万向传动装置
授课时间
授课班级
汽修二班
授课类型
教具准备
实物ppt
出席人数
缺席人数
教学目标
知识目标
掌握万向传动装置的功用、组成和应用。
能力目标
掌握十字轴刚性万向节的构造、工作原理及速度特性。
情感目标
掌握球笼式和球叉式万向节的构造、工作原理和拆装。
教学分析
重点
十字轴刚性万向节传动不等速性分析。
难点
等速万向节原理
关键
球笼和球叉式万向节构造、工作原理、拆装。
课堂教学模式
教学流程
1、课前指导提问导入
2、创设情境引入任务
3、设疑激趣分析任务
4、问题解析梳理任务
5、拓展尝试提升任务
六、展评总结点睛任务
时间
安排
教学流程及主要内容
教法及教师活动
学法及学生活动
万向传动装置
一、功用、组成和类型
1、功用：
在轴线相交，且相对位置经常变化的转轴间传递动力。
2、组成：
由万向节和传动轴组件，有的还加有中间轴承。
3、类型：
万向传动装置可分为闭式和开式两种。
二、万向节
1.十字轴刚性万向节
2.
（1）构造：
万向节叉、十字轴、滚针轴承、油封、油嘴
（2）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，单个使用在两轴之间有夹角的情况下，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，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）等角速传动的条件
①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
②第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同平面内。
2.等角速万向节
3.在独立悬架的转向驱动桥中，由于受轴间尺寸的限制及要求偏转角大等原因，普通万向节已不能适应其要求。
4.①双联式万向节：
双联式万向节从结构原理上看，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。
5.②三销轴式万向节：
由双联式万向节演变而来的。
图示为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。
主动叉与从动叉分别与转向驱动桥的内外半轴制成一体。
主从动叉都是偏心叉，叉孔中心线与叉轴中心线互相垂直但不相交，
两叉由2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，靠近大端两侧有2个轴颈，其中心线与小端轴颈中心线垂直而不相交，装合时，每一偏心轴叉的两叉孔与I个三销轴的大端两轴颈配合，而后2个三销轴的小端互相插入对方大端的轴承孔内。
③球叉式等速万向节等角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，其传为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，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。
④球笼式万向节由星形套、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四槽中，并由保持架保持在一平面内。
3.万向传动装置的布置形式：
三桥式贯通式非贯通式
3.传动轴
4.传动轴是连接变速器（或分动器）与驱动桥的部件，其作用是将变速器（或分动器）传来的扭矩传给驱动桥，传动轴有空心轴和实心轴两种，多数是做成空心的，一般由厚薄均匀的薄钢板卷焊而成，对于超重型货车采用无缝钢管制成，而对于转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的传动轴通常制成实心的。
在传动轴的两端分别焊有带花键的轴头和万向节叉。
四、中间支承传动轴分段时，应加中间支承，
通常中间支承安装在车架横梁上，它具有补偿传动轴轴向和角度方向变化或车架变形等所引起的位移。
五、万向传动装置的检修
1.十字刚性万向节使用中应注意的问题
①检查传动轴十字轴轴承及中间支承有无松旷，如轴承磨损松旷应及时更换。
②检查各叉型凸缘螺母的紧固情况；并紧固螺栓或螺母及凸缘连接螺栓。
③定期向万向传动装置的轴承加注润滑脂浸润。
2.球笼式等角速万向节使用中应注意的问题
①应经常检查球笼式万向节的防尘罩；因一旦进入灰尘，将引起万向节磨损失效，发现防尘罩破损应立即更换。
②保养中应检查球笼式万向节的钢球和滚道有无磨损松旷、卡滞、生锈或损坏，如有应予更换新件。
③装配球笼式万向节时，应加注润滑脂，并更换防尘罩。
六、万向传动装置的故障诊断和排除
1.传动轴的摆振
（1）故障现象汽车起步时，有响声，并伴有振动的感觉，变换车速时，响声明显。
（2）诊断方法
将汽车后轮架起，起动发动机并使传动轴高速旋转，在收油门时察看传动轴振摆情况。
若摆振明显，检查传动轴是否弯曲或平衡片是否脱落。
如无异常，应检查伸缩管的花键齿配合间隙是否因磨损过度而松旷。
若汽车在起步和行驶时都有响声并伴有振动的感觉，说明中间轴承松动，若制动时产生沉闷的金属敲击声，可能是后桥骑马螺栓松动。
若响声随车速增高而增大，脱挡滑行时声音清晰，多为中间轴承损坏或歪斜。
（3）故障原因和排除
①传动轴不平衡量偏大由于传动轴不平衡，其不平衡质量会使传动轴的质心偏离其旋转中心线而产生震抖。
②传动轴弯曲、径向圆跳动过大当传动轴出现振动时，可将汽车顶起，用百分表检查传动轴的径向圆跳动，如传动轴圆跳动超过标准极限值时，应对传动轴校正或更换。
③万向节凸缘叉与花键发卡，更换万间节。
④传动轴上平衡片脱落，焊补平衡片。
⑤中间轴承松动歪斜或损坏，调整或更换中间轴。
2.传动轴发响
（1）故障现象汽车行驶中底部发出不正常响声。
（2）诊断方法
应检查传动轴是否弯曲或平衡片脱落；如无异常，拉紧手制动器，用手握住传动轴晃动，若感觉晃动量大时，即为传动叉花键齿磨损松旷或万向节轴承磨损松旷，若不晃动，放松手制动器再用手握传动轴晃动，发现手制动盘晃动，说明变速器输出轴花键与凸缘花键槽磨损过甚。
（3）故障原因和排除
（4）①十字轴及滚针轴承磨损或滚针碎裂,更换滚针轴承。
（5）②传动轴花键轴与花键套的花键及花键槽磨损，更换。
（6）③万向节突缘叉紧固螺母松动，予以紧固。
（7）④输出轴花键与突缘花键槽磨损过甚，应换新件。
（8）⑤发响：
中间轴承磨损过大所致，更换中间轴承。
（9）⑥中间轴承支架螺栓或中间突缘螺栓松动，应紧固。
（10）⑦减速器主动齿轮的锁紧螺母松动，应紧固。
驱动桥
1、作用：
是将发动机传出的相关扭矩经过它传给驱动车轮，实现降速，增大扭矩的作用。
2、组成：
由主减速器，差速器，半轴和桥壳等组成。
3、主减速器
4、1、作用：
5、主减速器又称主传动器，其作用是降低传动轴传来的转速，增大输出扭矩，并改变旋转方向，使传动轴左右旋转变为半轴的前后旋转。
6、2、类型：
按减速齿轮副的级数可分为单级和双级主减速器，按主减速器速比挡数分，有单速和双速主减速器，按主减速器所在位置分，有中央主减速器和轮边主减速器。
（1）单级主减速器：
结构简单，体积小，质量轻，传动效率高，一般用于轿车和轻中型货车上。
（2）双级主减速器采用双级主减速器可以获得较大传动比，保证驱动桥有足够的离地间隙，并可缩短传动轴的长度，解放CA1091型主减速器为双级主减速器，结构如图，它的第一级传动比由一对螺旋锥齿轮副主动谁齿轮和从动锥齿轮所决定，第二级传动比由一对斜齿圆柱齿轮副的第二级主动齿轮和第二级从动齿轮所决定。
4、差速器
5、1、作用：
除了把主减速器传来的动力传给驱动轮外，当左右车轮行驶条件不同时，能自动调整左右驱动车轮以不同的转速旋转，使车轮保持滚动行驶状态。
6、2、分类：
按结构分为普通锥齿轮差速器和防滑差速器。
3、普通差速器
①结构：
普通行星锥齿轮差速器由两个或4个圆锥行星齿轮、行星齿轮轴、2个圆锥半轴齿轮、垫片和差速器壳等组成，4个行星齿轮分别套在十字轴轴颈上，2个半轴齿轮与4个行星齿轮相互啮合，并一起装在差速器壳内，两半壳用螺栓紧固。
中型以下轿车传递扭矩小，可用两个行星齿轮，而行星齿轮轴，是一根带锁止销的直轴，速器壳制成整体式框架。
②工作原理汽车处于直线行驶状态时，行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转，两半轴齿轮同速转动，汽车直线行驶。
汽车转弯时，行星齿轮既有公转，又有自转，使两半轴齿轮以不同速度转动，允许两后轮以不同转速转动。
主减速器传来的扭矩经差速器壳传给十字轴至行星齿轮，再由行星齿轮传给左右两半轴齿轮。
行星齿轮相当一个等臂杠杆，而两个半轴齿轮半径也相等，因此，实际上可以认为差速器分配给两侧车轮的扭矩大小是相等的，不管左右车轮转速是否相等，而扭矩总是平均分配的。
主减速器传来的扭矩经差速器壳传给十字轴至行星齿轮，再由行星齿轮传给左右两半轴齿轮。
行星齿轮相当一个等臂杠杆，而两个半轴齿轮半径也相等，因此，实际上可以认为差速器分配给两侧车
轮的扭矩大小是相等的，不管左右车轮转速是否相等，而扭矩总是平均分配的。
5、半轴
6、1、含义:
是在差速器和驱动轮之间传递动力的实心轴，
1、位置：
其内端通过花键齿与半轴齿轮连接，外端与驱动轮的轮毂相连。
3、类型：
半轴与轮毂在桥壳上的支承型式决定了半轴的受力情况，现代汽车基本上采用全浮式半轴支承和半浮式半轴支承两种。
（1）全浮式半轴支承半轴凸缘一端与轮毂相连，轮毂通过两个相距较远的轴承支承在桥壳上。
半轴另一端通过半轴齿轮轮毂支承于差速器壳两侧轴颈孔内，而差速器壳又以两侧轴颈通过轴承支承在桥壳上，用这样的支承，半轴与桥壳没有直接联系，即半轴两端均不承受任何弯矩及反力，故称全浮式，所谓全“浮”即指卸除半轴的弯曲载荷而言。
全浮式支承的半轴易于拆装，只需拧下半轴突缘盘上的螺栓，即可将半轴抽出，而车轮和桥壳照样能支持汽车。
（2）半浮式半轴支承与全浮式
内端相同，半轴与桥壳不受弯矩，同样是借差速器壳轴颈通过轴承支承在桥壳上，外端与轮毂直接配合，且半轴直接通过轴承支承在桥壳上。
显然，此时作用在车轮上的各种反力都必经过半轴传给驱动桥壳。
由于这种支承形式半轴内端不承受弯矩，外端却承受全部弯矩，故称为半浮式。
六、桥壳
1、整体式桥壳其中部为一环形空心壳体，两端压入半轴套管，并用螺钉止动。
半轴套管于壳中伸出部分安装轮毂轴承，端部制有螺纹用以安装轮毂轴承调整螺母和锁紧螺母，桥壳上突缘盘用来固定制动底板。
主减速器、差速器预先装在主减速器壳内，并用螺钉固定在桥壳环状空心壳体前端面上，桥壳后端面的大孔可用来检查主减速器的工作情况，后盖上装有检查油面用的螺塞。
2、分段式桥壳分段式桥壳一般由两段组成为一个由两段组成的两段式桥壳，中间用螺栓连成一体，它由主减速器壳、盖和两个半轴套管组成。
分段式桥壳铸造加工简便，但维修、保养十分不便。
7、驱动桥的维护
1.半轴油封更换
①放出变速器内的齿轮油。
②拆下传动轴，拧下半轴固定螺栓，拉出半轴。
③撬出半轴油封时，在新油封刃口间填充多用途润滑脂，然后用专用工具压入油封。
④装入半轴，以20N·m力矩拧紧其紧固螺栓。
⑤重新安好传动轴。
2.变速器与主减速器的维护
①检查等角速万向节防尘罩等有无渗漏和损坏。
②目测变速器与主减速器有无渗漏，检查油液液面，根据需要添加双曲线齿轮油。
八、驱动桥常见故障诊断与排除
1.驱动桥有异晌
（1）故障现象汽车行驶时，在驱动桥处有异响，且车速越高响声越大，当低速或脱挡时，响声减小或消失。
（2）故障原因
（3）①齿轮或轴承严重磨损或损坏。
（4）②主、从动齿轮配合间隙过大。
（5）③从动齿轮或螺栓松动。
（6）
④差速器齿轮磨损、半轴内端和半轴齿轮花键槽磨损松旷。
（3故障诊断与排除
①行驶时有异响，脱挡时异响减弱或消失，车速越快，响声越大，故障原因与齿轮副的啮合情况有关：
a.起步、换挡或急剧改变车速时，有明显的敲击声，车速稳定后为连续的噪声，则为主、从动齿轮啮合间隙过大，应予调整啮合间隙。
b.行驶中有“当、当”的响声或突然出现强烈有节奏的金属敲击声，脱挡时响声减弱或消失，则为齿轮轮齿折断或齿面有损伤，应对齿轮拆下修理或更换。
c.高速行驶时有“咝、咝”声，脱挡滑行时消失，则为主、从动齿轮啮合不良，应对主、从动齿轮啮合间隙及印痕进行检查，并检查从动齿轮是否偏摆，应予调整齿轮啮合印痕及啮合间隙。
②行驶有异响，而脱挡滑行时异响减小但不消失，故障原因多与轴承磨损松旷或轴承预紧度过大有关。
a.当行驶中发出不规则金属敲击声，车速变化时响声明显，晃动传动轴万向节时，主动锥齿轮突缘能随之转动，则为主动锥齿轮轴承磨损或松旷，应予更换或调整轴承预紧力b.当汽车低速行驶，尤其在脱挡滑行接近停车时，发出“哽哽”声，且车辆伴有振动，则为差速器轴承松旷或润滑油不足，应予更换轴承或调整轴承预紧力，按标准添加齿轮油。
c.支起驱动桥用手转动主动锥齿轮突缘时感到费劲，高速行驶时，出现尖锐噪声，并伴有主减速器壳过热，则为轴承预紧力过大，应调整轴承紧力。
d.低速行驶时，有连续的“嗷嗷”声，车速加快响声加大，支起驱动桥，用手转动主动锥齿轮突缘时，没有一点松旷量，则为主、从动齿轮啮合间隙过小，应调整主、从动齿轮啮合间隙。
③转弯时有异响，直行时无异响，出现这种现象多为差速器故障。
顶起驱动桥变速器置空挡位置，转动一侧齿轮，两轮转向不同且有异响，则为行星齿轮表面损伤或折断；若两轮转向相同，则为行星齿轮与行星齿轮轴卡滞，应予检修。
2.驱动桥局部过热
3.
（1）故障现象当汽车行驶一段路程后，用手触摸驱动桥壳时，有烫手感觉。
4.
（2）故障原因
5.①轴承装配过紧。
6.②齿轮啮合间隙过小。
7.③缺少齿轮油或齿轮油粘度过小。
8.（3）故障排除结合发热部位逐次检查予以排除。
9.①主动锥齿轮轴承部位发热，系轴承预紧力过大或润滑油不足、变质。
10.②主、从动锥齿轮轴承座部位发热或油温过高，系主、从动齿轮啮合间隙过小或轴承外圈松动。
3.驱动桥漏油
4.
（1）故障现象齿轮油经后桥主减速器油封或衬垫渗漏。
5.
（2）故障原因
①主减速器油封损坏，密封不良。
②半轴油封损坏。
③与油封接触的轴颈磨损，表面有沟槽。
④衬垫损坏或紧固螺栓松动。
⑤齿轮油加注过多。
3）故障诊断排除
①齿轮油自半轴突缘周围渗出，系半轴油封不良。
②主减速器主动齿轮突缘处漏油。
说明该处油封不良或突缘轴颈磨损，产生沟槽。
③其他部位漏油可根据油迹查明原因，并予排除。
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