等速万向节简介
对于FF （发动机前置、前驱）及4WD（四轮驱动）型汽车来讲。其前轮必须具有转向和驱动两种功能，既要求车轮能在一定的转角范围内任意偏转某一角度，又要求半轴在车轮偏转过程中以相同的角速度不断地把动力从主减速器传到车轮。在这样两个轴线不重合，且位置还经常变化的两轴间传递动力的机构就是等速万向节。转向驱动桥半轴不能制成整体而要分段，在车轮和半轴间用等速万向节将两者联接起来。即使采用后轮驱动，使用独立悬挂，车轮和半轴轴线不重合，也需等速万向节传动。
1.等速万向节早期的发展历史
球式等速万向节的创造性发展可以追溯到1908年美国人William Whitney 的著作。其提出利用钢球和球形窝来代替轮齿传动，后来弧形滚道原理引导了整体式万向节的飞跃发展。
1923年，Carl Weiss在继承William Whitney思想的基础上，克服了“钢球的位置在同轴轨道上不确定”的缺点，开发了球叉式等速万向节，但是其带有自身的缺点：万向节的铰接角大约只有30°。
1927年，福特工程师Alfred Rzeppa为钢球导向采用了辅助控制装置，通过带有分度杆控制的球笼为钢球导向，这即是球笼式等速万向节。1933年，Bernard Stuber对球笼式等速万向节进行改进，使得内外滚道球心轨迹发生交叉，随后问世的Rzeppa万向节的铰接角达到45°
2.等速万向节的基本类型及特点
等速万向节的工作原理基本上有两类：一类是根据双十字万向节可以达到等速的原理，将中间传动轴尽量缩短而形成复式万向节；另一类是万向节在工作时，使所有传力点永远位于两轴交角的平分面上而使两轴角速度相等，根据此原理设计的万向节有球叉式和球笼式万向节。
等速万向节基本类型：
等速万向节按工作时运动情况可分为固定型等速万向节和可伸缩型等速万向节中心固定型分为BJ、RF和GE三种结构类型，其允许的两轴间相对转角较大，可达30°~50°，但主、从动轴间没有轴向移动；
伸缩型分为DOJ、TJ、VL和GI四种结构类型，其工作特点是两轴之间有相对轴向移动，但允许的两轴间的相对转角不能太大，一般不超过20°
现代轿车上一般采用可伸缩型等速万向节常和固定型等速万向节组合使用。一方面用来解决运动上的问题，同时也用来降低噪音、振动和减少滑动阻力。
3.等速万向节的设计要求
为了保证等速万向节在汽车行驶中可靠工作，设计时必须满足以下条件[1]：
①保证所有连接两轴的相对位置在预计范围内变化时，能可靠地传递扭矩，并保证所连两轴等速旋转；
②万向节应有足够的强度、刚度和耐久性；
③万向节切向和径向位移的最大值，不应当严重地降低万向节本身及周围零件的工作能力；
④万向节摩擦副在承受高的比压时，润滑要可靠，同时在工作时不应有响声；
⑤万向节能在高温、低温、高湿度气候中正常工作，另外应保证有良好的密封性。
对等速传动轴总成性能参数的检测主要包括摆角、偏转角度矩（又称摆动力矩）、摆动间隙、移动量、移动力、轴向间隙、圆周间隙、滚动矩、扭转疲劳强度和周期循环寿命等[12]。
4.国内外等速万向节的发展现状及新形势
目前世界上生产等速万向节的公司有德国GKN公司、德国ZF公司、日本NTN 公司与美国Dana公司等。上述公司除了在典型的固定型、伸缩型结构上领先全球，GKN集团和日本NTN公司已研制出AAR型游滑环三柱轴式、FOX型自由摆动轴式以及属于TRJ型中的TG(滚针)型、TB(钢球)型移动节，它们的共同特点是摩擦力、轴向阻力较小，传递扭矩能力增大。而GKN集团开发的Crosstrack(C 型)和Countertrack(X型)则是按照与传统Rzeppa等速万向节完全不同的原理设计的[9]。
就我国国内生产等速万向节的水平和规模而言，尚处起步阶段，现真正具有大批量生产能力的企业仅数中德合资的上海纳铁福(Shanghai GKN)传动轴有限公司。
然而在等速传动轴产业化生产取得突破的同时，国外面临着以NVH(噪音Noise、振动Vibration、啸声Harshness)为中心的许多亟待解决的问题，而万向节所引起的噪声和振动是这些问题的根源之一[10]。另外是大活动角化，因为汽车的最小回转半径取决于转向时最大车轮偏角，因而要求外置等速万向节能有尽可能大的活动角，此外还有防护罩耐高温，回转膨胀问题，润滑脂研究等。
汽车产业新形势下的等速万向节也更加趋向轻量化、小型化。NTN，GKN一直在努力开发新型轻量化的等速万向节产品。目前国内广泛使用的传统球笼式等速万向节钢球数量为6个,国外公司(如NTN)正在推广生产的轻量化高性能球笼式等速万向节(如EBJ、EUJ、EDJ等系列)，其钢球数量为8个[8]。同时，由于高频淬火、冷锻等技术的开发，大大降低了生产成本，提高了可靠性。
二、总结
近三十多年来，等速节型式从基本的球笼型、三销型等几种设计，改进扩大到几十种品种，并且各自的规格系列也日臻完善。在FF及4WD型汽车中等速万向节的作用可见一斑，其优越的动力性、操纵性为用户带来了更多驾驶乐趣。
应该看到，在国内汽车行业升温的同时，自主与创新一直是值得思考的问题。当前大多数国产汽车采用的等速万向节均为国外的技术成果。我们应该积极吸收消化国外先进的等速万向节研究成果，在此基础上开发拥有自主知识产权的等速万向节。
三、参考文献
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球笼（等速万向节）技术资料本为主要介绍等球笼(以下称等速万向节)，的相关技术参数及分析资料。 第一节等速万向节设计的最新动态与方向等速万向节广泛应用于前置前驱轿车的转向驱动桥中。驱动桥中。靠近车轮侧， 一、靠近车轮侧，即外侧的等速万向节通常采用Birfield(固定型)球笼式万向节，(固定型)球笼式万向节，通常采用允许传动轴(驱动轴)夹角变化。允许传动轴(驱动轴)夹角变化。桑塔纳2000奥迪、奥拓、丰田、2000、桑塔纳2000、奥迪、奥拓、丰田、日产等上海捷迈公司生产的固定型球笼式万向节InnerRaceBallsCageOuterRace圆弧槽滚道型球叉式万向节，圆弧槽滚道型球叉式万向节，也是等速万向但每次只有两个钢球传力，节，但每次只有两个钢球传力，传递转矩能力较小;钢球磨损较快，使钢球与滚道间的预紧较小;钢球磨损较快，力减小，会破坏传动的等速性。力减小，会破坏传动的等速性。不适合高速和连续运转工况，较少采用。连续运转工况，较少采用。 二、靠近差速器侧，即内侧的等速万向节靠近差速器侧，通常采用三叉式(三球销式通常采用三叉式(三球销式，Tripod)或伸缩)型球笼式万向节允许传动轴(驱动轴)万向节，型球笼式万向节，允许传动轴(驱动轴)长度和夹角的变化，夹角的变化，以补偿由于前轮跳动和载荷变化引起的轮距变化。起的轮距变化。三球销式组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。壳为主动件，壳为主动件，沿内圆周均匀开有三条平行于轴线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，还由平行槽带动运动。还由平行槽带动运动。
等速万向节总成的设计方法 李 科1,何志兵1,沈 海2 (1.襄阳汽车轴承有限公司,湖北 襄樊 441022;2.浙江万向集团机械公司,浙江 杭州 311215) 摘要:从使用性能上可将等速万向节总成分为驱动半轴总成和传动轴总成两大类。分析了各种等速万向节的结构及性能特点,介绍了驱动半轴和传动轴的设计选型原则。关键词:等速万向节;结构;性能;选型;振动 中图分类号:TH133.4;TH122 文献标识码:B 文章编号:1000-3762(2006)09-0037-03 等速万向节总成是轿车动力系中的一个组件。一辆四驱车共由6根等速万向节总成组成,其中2根为前驱半轴总成,2根为后驱半轴总成。它们连接在车轮与差速器上,把差速器的转矩传递给车轮,故称为驱动轴;由于车轮分左、右两个轮,因此需成对安装,又称为驱动半轴总成,其特点是传递转矩大而转速低;另外2根传递发动机转矩,其特点是传递转矩小而转速高,称之为传动轴,前传动轴连接在分动器和前差速器上,后传动轴连接在分动器和后差速器上。从使用性能上把等速万向节总成分成驱动半轴总成和传动轴总成两大类,下面分析每种类型的特点。 1 驱动半轴的种类及特点 驱动半轴总成分为前驱和后驱两大类,由于使用性能不同,结构也有所不同。1.1 前驱半轴种类及特点 前驱半轴总成由中心固定型等速万向节、轴、伸缩型等速万向节以及附件组成。由于现代轿车 流行前置前驱排列方式,因此前驱半轴总成具有传递转矩和转向两种功能,中心固定型等速万向节能够形成很大轴间角以满足轿车转向要求,伸缩型等速万向节(具有轴向运动和形成轴间角两种功能的等速万向节)通过轴向滑移改变驱动半轴长度来满足轿车底盘和轮胎在垂直方向上的位置变化。 1.1.1 中心固定型等速万向节(B J 型) 中心固定型等速万向节是由星形套、外套、保持架和钢球组成,见图1。由于外套内球面和保 持架外球面以及保持架内球面和星形套外球面这 收稿日期:2006-01-20;修回日期:2006-07-10 两个球面运动副共同控制使等速万向节没有轴向 运动,因此称为中心固定型等速万向节,产品极限轴间角大约为45°,此类产品未来发展趋势是减轻重量和减小体积,具有高效性,把轮毂轴承和球笼等速万向节设计为一体结构。 图1 中心固定型等速万向节 1.1.2 伸缩型等速万向节 伸缩型等速万向节按结构分为:可轴向移动 的球笼等速万向节(DO J 型)、交叉滚道球笼等速万向节(LJ 型)及三球销式万向节(T J 型)。可轴向移动的球笼等速万向节见图2,是由星形套、外套、保持架和钢球组成,星形套、外套沟道按轴线方向排列,由保持架控制钢球运动。保持架内、外球面中心相对窗口中心呈对称分布,以此来实现轴间角的运动,此类产品具有滑移阻力 图2 可轴向移动的球笼等速万向节 ISS N 1000-3762C N41-1148/TH 轴承 Bearing 2006年9期2006,N o.9 37-39
毕业设计说明书 伸缩型球笼式等速万向节设计 系 (院): 机械工程系 专业：机械制造与自动化班级: 08112 学号：22 姓名:0.0 指导教师：0.0 成都工业学院 2010年5月25日
摘要 伸缩型球笼式等速万向节是汽车的关键部件之一，它直接影响车辆的转向驱动性能。 本设计根据在汽车传动系统的结构的布置，确定球笼式等速万向节的结构特点与参数等。对球笼式等速万向节的等速性、运动规律、受力情况、效率和寿命进行了深入分析。 对重要零件进行了材料的选择和工艺性分析。并且运用三维制图软件Pro-e和二维制图软件caxa，进行了辅助分析。 关键词等速万向节汽车设计分析效率使用寿命软件
ABSTRACT Telescopic type of ball cage patterned constant speed universal joint is one of the key components of cars, which directly affect vehicles to drive performance. This design according to the structure in auto transmission system, to determine the layout of ball cage patterned constant speed universal joint structure characteristics and parameters etc. Of ball cage patterned constant speed universal joint of constant sex, motion, stress, efficiency and analyzes the service life. An important part of the analysis of the choice of materials and workmanship. And to use 3d drawing software Pro - e and 2d graphics software caxa, the auxiliary analysis. Keywords: rzeppa constant velocity joins; Car; Design; Analysis; Efficiency; Service life; software.
《轴承）２０００．№．５轿车等速万向节驱动轴总成的设计分析瓦房店轴承集团公司（辽宁瓦房店１１６３００）石宝枢杨洪香 轿车等速万向节驱动轴总成的结构设计是一个很复杂的设计程序，是根据车型和整车的布置需要进行的方案及结构类型选择。一旦方案确定后，再根据整车及悬架等有关结构参数确定其结构尺寸，然后根据悬挂运动学原理确定驱动轴及万向节的长度尺寸及内、外节的转角和伸缩行程，还要进行内部结构、尺寸和强度等的设计计算。而如何进行上述过程，本文将做如下分析。１等速万向节结构类型的选择 １．１轿车前转向驱动桥的结构特征 如图１所示，当发动机的动力传到前桥中央传动和差速器后，平均分配给两侧半轴，然后再经等速万向节和前轮毂带动前轮，进而完成驱动和转向的功能。 １．２等速万向节结构类型的选择 ６ １一固定端万向节；２一驱动半轴；３一差速器；４一滑穆端万向节；５一驱动半轴；６一驱动轮；７一固定端万向节；８一精移端万向节 围１轿车前转向驱动桥结构图 如图２所示，当轿车在不平路面上行驶而轮 受到冲击时．就可以借助可轴向伸缩的万向节来 吸收冲击能量，从而缓和传到机体上的冲击，以保 证两前轮始终同时着路，具有一定的缓冲作用。 一般前桥内侧的可轴向伸缩的万向节有交叉滚道 式、三柱轴式和双偏置式等几种万向节，极限转角 可达甜，伸缩量可达±２０ＩＥａＴＩ。 如图３所示，由于前桥还要担负转向的任务，转向时，前轮要绕着转向节转动一个角度，在这种情况下，外侧的前轮由等速万向节可以保证前桥的半轴和差速器之间等角速传递动力。这时，一般选用最常见的球笼式万向节，其极限转角可达４驴。 １．３球笼式万向节与轮敏的联结 球笼式万向节与轮毂联结的典型结构如图４所示，球笼式万向节钟形壳的外花键轴部分与前轮毂内花键配合，轴端通过锁紧螺母和垫圈锁紧。 最大倾斜角２０‘ 图２轿车在不平路面时马匠动轴的倾斜 钟形壳和轮毂均有密封圈，由于轮毂同时承受径向和轴向载荷，一般常用一对圆锥滚子轴承或者双列角接触球轴承，其外径与转向节内径过渡配合，轮毂法兰盘与驱动轮辐板通过螺栓联结，这样钟形壳、轮毂和驱动轮成为一体，进而完成驱动和转向的功能。 万方数据
. 汽车球笼式等速万向节及其总成评论3等速驱动轴 2008-07-27 09:20 阅读216 小中字号：大一，概况球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的外星轮槽，以实现两轴转速同步的万向联轴器。其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或轮）和球笼保持架等四部份组成。．分类1 等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。 2．结构型式 1a）分：中心固定型等速万向节（见图型GE）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及型（图）--球道与钢球的接触形状呈90 度四点接触；RF1c型（图BJ1b ）。（图2 ）。型（图6）和三球销；及4）--VL型（图5GI型（图钢球；）型（图伸缩型等速万向节分：DOJ3--TJ 3．安装部分的形式和形状 10987末端封密型（图），轴套型（图），法兰型（图），轮盘型（）。. . ．等速万向节转动轴总成结构分：4 前轮驱动总成型的组合型RF+TJBJ型+TJ型或型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）；）；型BJ+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11BJ 13）。（图后轮驱动总成型TJ型的组合（图+VL17）；+TJ 的组合（图16）；VL型型型的组合（图BJ型+DOJ型或RF型+DOJ15）；BJ型+TJ型或RF ）。+TJ型的组合（图18 标准。5．技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000 型球笼万向节的制造二, BJ(RF),型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（轮），保持架，钢球四个零件组成。其中所用钢球BJ(RF) 外轮、轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和轮三对球道两钢球距离RFBJ（在加工的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮球面中心高与球道中心高和轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮球面和六条球道的同轴度，轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和轮花键与芯轴的配合要求。上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。以下分别对外轮，轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。 (坯料)→粗车→精车→铣球道→花键螺杆→热处理→磨外圆→磨球道→磨球外轮加工流程:锻件锻坯：㈠外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。编写验收报告备,对外购坯料在入库前须进行抽检 ,检查重点：型号规格是否符合案。粗车：㈡ )夹坯料小端柄部，粗)三爪(或弹簧夹具等, C618①车床(或其他普通车床仪表车床端口、外倒角。2/3以上即可）,
等速万向节简介 对于FF （发动机前置、前驱）及4WD（四轮驱动）型汽车来讲。其前轮必须具有转向和驱动两种功能，既要求车轮能在一定的转角范围内任意偏转某一角度，又要求半轴在车轮偏转过程中以相同的角速度不断地把动力从主减速器传到车轮。在这样两个轴线不重合，且位置还经常变化的两轴间传递动力的机构就是等速万向节。转向驱动桥半轴不能制成整体而要分段，在车轮和半轴间用等速万向节将两者联接起来。即使采用后轮驱动，使用独立悬挂，车轮和半轴轴线不重合，也需等速万向节传动。 1.等速万向节早期的发展历史 球式等速万向节的创造性发展可以追溯到1908年美国人William Whitney 的著作。其提出利用钢球和球形窝来代替轮齿传动，后来弧形滚道原理引导了整体式万向节的飞跃发展。 1923年，Carl Weiss在继承William Whitney思想的基础上，克服了“钢球的位置在同轴轨道上不确定”的缺点，开发了球叉式等速万向节，但是其带有自身的缺点：万向节的铰接角大约只有30°。 1927年，福特工程师Alfred Rzeppa为钢球导向采用了辅助控制装置，通过带有分度杆控制的球笼为钢球导向，这即是球笼式等速万向节。1933年，Bernard Stuber对球笼式等速万向节进行改进，使得内外滚道球心轨迹发生交叉，随后问世的Rzeppa万向节的铰接角达到45° 2.等速万向节的基本类型及特点 等速万向节的工作原理基本上有两类：一类是根据双十字万向节可以达到等速的原理，将中间传动轴尽量缩短而形成复式万向节；另一类是万向节在工作时，使所有传力点永远位于两轴交角的平分面上而使两轴角速度相等，根据此原理设计的万向节有球叉式和球笼式万向节。 等速万向节基本类型： 等速万向节按工作时运动情况可分为固定型等速万向节和可伸缩型等速万向节中心固定型分为BJ、RF和GE三种结构类型，其允许的两轴间相对转角较大，可达30°~50°，但主、从动轴间没有轴向移动；
汽车球笼式等速万向节及其总成
汽车球笼式等速万向节及其总成 等速驱动轴2008-07-27 09:20 阅读216 评论3 字号：大中小 一，概况 球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。 1 .分类 等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。 等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。 等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。 2?结构型式 中心固定型等速万向节（见图1a）分： BJ型（图1b ）--球道与钢球的接触形状呈90度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及型（图2）。 伸缩型等速万向节分：DOJ型（图3）--钢球；TJ型（图4）--三球销；及VL型（图5）和GI型（图6）3?安装部分的形式和形状末端封密型（图7），轴套型（图8），法兰型（图9），轮盘型（10）GE
4.等速万向节转动轴总成结构分： 前轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11 ）; BJ型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）; BJ型+TJ型或RF型+T J型的组合（图13 ）。 后轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图15）；BJ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16）；VL型+VL型的组合（图17）；TJ型+TJ型的组合（图18 ）。 5?技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000标准。 二，BJ（RF）型球笼万向节的制造 BJ（RF）型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（内轮），保持架，钢球四个零件组成。其中所用钢球,外轮、内轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。 在加工BJ （RF）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和内轮三对球道两钢球距离的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和内轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮内球面中心高与球道中心高和内轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮内球面和六条球道的同轴度，内轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和内轮内花键与芯轴的配合要求。 上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。 以下分别对外轮，内轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。 外轮加工流程：锻件（坯料）T粗车T精车T铣球道T花键螺杆T热处理T磨外圆T磨球道T磨内球 ㈠锻坯： 对外购坯料在入库前须进行抽检，检查重点：型号规格是否符合，外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。编写验收报告备案。 ㈡粗车： ①C618车床（或其他普通车床，仪表车床）三爪（或弹簧夹具等）夹坯料小端柄部，粗 车大端面，保证外轮内孔深度，粗车大端外圆（车出外圆2/3以上即可），端口内、外倒角。 ②C618车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，车小端柄部端面，保证外轮总 长度和端面粗糙度▽ 3.2 ;钻中心孔，保证每批次孔径一致。 ③CK400数控车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，以基准面定位，粗车内
汽车球笼式等速万向节及其总成 等速驱动轴 2008-07-27 09:20 阅读216 评论3 字号：大中小 一，概况 球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。 1．分类 等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。 等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。 等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。 2．结构型式 中心固定型等速万向节（见图1a）分： BJ型（图1b）--球道与钢球的接触形状呈90度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及GE型（图2）。 伸缩型等速万向节分：DOJ型（图3）--钢球；TJ型（图4）--三球销；及VL型（图5）和GI型（图6）。 3．安装部分的形式和形状 末端封密型（图7），轴套型（图8），法兰型（图9），轮盘型（10）。
4．等速万向节转动轴总成结构分： 前轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11）；BJ型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）；BJ型+TJ型或RF型+TJ 型的组合（图13）。 后轮驱动总成 BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图15）；BJ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16）；VL型+VL型的组合（图17）；TJ型+TJ型的组合（图18）。 5．技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000标准。 二, BJ(RF)型球笼万向节的制造 BJ(RF)型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（内轮），保持架，钢球四个零件组成。其中所用钢球,外轮、内轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。 在加工BJ（RF）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和内轮三对球道两钢球距离的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和内轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮内球面中心高与球道中心高和内轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮内球面和六条球道的同轴度，内轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和内轮内花键与芯轴的配合要求。 上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。 以下分别对外轮，内轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。 外轮加工流程:锻件(坯料)→粗车→精车→铣球道→花键螺杆→热处理→磨外圆→磨球道→磨内球 ㈠锻坯： 对外购坯料在入库前须进行抽检,检查重点：型号规格是否符合,外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。编写验收报告备案。 ㈡粗车： ① C618车床(或其他普通车床,仪表车床)三爪(或弹簧夹具等)夹坯料小端柄部，粗 车大端面，保证外轮内孔深度，粗车大端外圆（车出外圆2/3以上即可）,端口内、外倒角。 ② C618车床三爪(或气动夹具等)夹外轮大端外圆，车小端柄部端面，保证外轮总 长度和端面粗糙度▽3.2；钻中心孔，保证每批次孔径一致。 ③ CK400数控车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，以基准面定位，粗车内
轿车等速万向节驱动轴总成的设计分析 瓦房店轴承集团公司(辽宁瓦房店 116300 石宝枢杨洪香 轿车等速万向节驱动轴总成的结构设计是一个很复杂的设计程序,是根据车型和整车的布置需要进行的方案及结构类型选择。一旦方案确定后,再根据整车及悬架等有关结构参数确定其结构尺寸,然后根据悬挂运动学原理确定驱动轴及万向节的长度尺寸及内、外节的转角和伸缩行程,还要进行内部结构、尺寸和强度等的设计计算。而如何进行上述过程,本文将做如下分析。 1 等速万向节结构类型的选择 1.1 轿车前转向驱动桥的结构特征 如图1所示,当发动机的动力传到前桥中央传动和差速器后,平均分配给两侧半轴,然后再经 等速万向节和前轮毂带动前轮,进而完成驱动和转向的功能。 1.2
等速万向节结构类型的选择 1-固定端万向节;2-驱动半轴;3-差速器;4-滑移端万向节;5-驱动半轴;6-驱动轮;7-固定端万向节;8-滑移端万向节 图1 轿车前转向驱动桥结构图 如图2所示,当轿车在不平路面上行驶而轮受到冲击时,就可以借助可轴向伸缩的万向节来吸收冲击能量,从而缓和传到机体上的冲击,以保证两前轮始终同时着路,具有一定的缓冲作用。一般前桥内侧的可轴向伸缩的万向节有交叉滚道式、三柱轴式和双偏置式等几种万向节,极限转角可达20b ,伸缩量可达?20mm 。 如图3所示,由于前桥还要担负转向的任务,转向时,前轮要绕着转向节转动一个角度,在这种情况下,外侧的前轮由等速万向节可以保证前桥的半轴和差速器之间等角速传递动力。这时,一般选用最常见的球笼式万向节,其极限转角可达40b 。 1.3 球笼式万向节与轮毂的联结
球笼式万向节与轮毂联结的典型结构如图4所示,球笼式万向节钟形壳的外花键轴部分与前轮毂内花键配合, 轴端通过锁紧螺母和垫圈锁紧。 图2 轿车在不平路面时驱动轴的倾斜 钟形壳和轮毂均有密封圈,由于轮毂同时承受径向和轴向载荷,一般常用一对圆锥滚子轴承或者双列角接触球轴承,其外径与转向节内径过渡配合,轮毂法兰盘与驱动轮辐板通过螺栓联结,这样钟形壳、轮毂和驱动轮成为一体,进而完成驱动和转向的功能。 # 17#5轴承62000.l .5
(1)双联式等速万向传动装置在转向过程，有的汽车轴向浮动的外半轴相对于轮毅轴轴向滑动，有的汽车（如斯太尔91系列和奔驰2026型汽车）由于外半轴被止推垫块和档盖限位 而不能轴向浮动，只能内半轴连同轴上的衬套相对于护桥壳内的滚针轴承轴向滑动。转角愈大，其滑动量愈大，特别是在前桥驱动时，频繁地大角度转向，必然会使外半轴与传动凸缘相连接的花键齿，或内半轴衬套与桥壳内滚针轴承之间的磨损增大。因此，在组装前除注意双联十字轴万向节的检验（有些机件的检验方法和要求与不等速十字轴万向节相同）外，还应注意上述部位磨损情况的检查。 (2)由于轴向浮动的内半轴轴上衬套与轴颈为紧配合，故安装等速万向节时应先将衬套在机油中加热至200C~110C，并使衬套有内倒角的一端朝向万向节，再将其热装于内半轴轴颈上，同时使衬套外端面与轴上台肩之间保持0.2~0.5mm的间隙。 (3)在将内、外半轴与十字轴架连接时，先将半轴的拳形轴管内涂少量润滑脂，然后将 两端装有密封圈（应完好）的半轴拳形轴管插入十字轴架的安装孔内，用销轴将十字轴架与半轴连成一体，再装上推力垫圈，穿上中心螺栓，拧上螺母，并将螺母锁牢或焊牢。 (4)在内、外十字轴架各通过两个轴承座与万向节套连成一体时，应先检杳套装在十字 轴架轴颈上的密封圈和装在轴承座内的滚针是否符合要求，然后将轴承座装在十字轴架的轴颈上，再装内、外轴承座，连同十字轴架一起用螺拴和螺母固定在万向节套上，并用开口销和锁片锁止。 装复斯太尔9L汽车的万向节、转向节等总成机件时，先将双联式等速万向节的内半轴小心地插入桥壳内。进行此项作业时，应注意勿使内半轴碰坏油封刃口，同时要稍微转动半轴，使轴头键齿顺利地插入半轴齿轮的花键槽内，插入右半轴时，先将差速锁工作缸缸盖的指示灯开关拆下，在该螺孔内拧入M18X1.5的螺栓，使差速锁的接合套处于接合位置，以使半轴顺利通过接合套插入半轴齿轮的花键槽，使轴上的花键齿与接合套的花键槽相啮合，然后拆下M18X1.5螺栓，装回指示灯关。万向节装复后，即将转向节壳套于叉形支座上，装上带有上主销的转向节臂（或盖），并以一定力矩拧紧其固定螺母。然后用专用加热器将叉形支座的下主销座孔加热到约100度时插入下主销并使其到位，再将选好的上止推垫块装在下主销的空腔内（要求垫块的环面朝下），并装上弹性挡圈。之后将选好的下止推垫块放入横拉杆臂的下主销座孔内（要求球面朝上），将横拉杆臂装回到转向节壳上，并以规定的力矩打紧其固定螺栓。紧定后，检查转向节沿主梢的轴向预紧度（应为0~0.1mm）。如不符合要求，应重新选配止推垫块予以调整。如符合要求，即装上转向横、纵拉杆，在上、下主销空腔内加满齿轮油，拧上带密封垫的加油螺塞，最后装上制动底板、制动凸轮轴、制动蹄、轮毂总成、轮边减速器、制动鼓和前轮等机件和总成。拆卸时，按装复时的相反顺序进行。
第22卷 第6期2000年12月 武 汉 汽 车 工 业 大 学 学 报 JOURNA L OF W UH AN AUT OM OTI VE PO LY TECH NIC UNI VERSITY V ol.22N o.6 Dec.2000 文章编号:10072144X(2000)0620017205 球笼式等速万向节原理及运动仿真 吴 森,吴 义 (武汉汽车工业大学汽车工程学院,湖北武汉 430070) 摘 要:详细阐述了球笼式等速万向节的设计及工作原理,建立并验证了球笼式等速万向节的运 动仿真模型,对JL6370轿车传动轴万向节进行了实例分析。 关键词:等速万向节;运动仿真;仿真模型 :U463.216.3 文献标识码:A 现代经济型轿车大都采用前轮驱动形式,等速万向节是其中的关键部件,等速万向节设计加工质量直接关系到整车性能。球笼式等速万向节是目前使用最多的等速万向节,因其设计制造精度高、难度大,因此在设计阶段对其进行运动分析及运动仿真是很有必要的。 1 万向节原理 1.1 万向节运动学原理 为了寻找能将转矩从一根轴传到另一根轴的合适的机构,需要借助于运动链的概念。运动链自由度f的计算公式为 f=6(n-1)-6i1(6-f i)(1) 式中,f为运动链的自由度;n为杆件数;i为节点数;f i为第i个节点的自由度。 应用式(1),可以计算运动链节点自由度的总和∑f i为 6i1f i=6(i-n)+(f+6)(2) 对于某一具体的运动链,在满足所要求的运动自由度的条件下,要使其运动链最简单,只需要使杆件数与节点数相等。而万向节以一定夹角传递旋转运动,具有惟一确定的运动,因此f=1。那么节点自由度总和6f i为 6i1f i=6(i-n)+(1+6)=7 最简单的满足7自由度的杆链机构,如图1所示。运动件a与运动件b为圆棒时,节点2 为点接触,该节点自由度f 2 =5。给定不同的节点自由度∑f i,设计各种形式的节点,就可以 收稿日期:2000205216. 作者简介:吴 森(19482),男,湖北武汉人,武汉汽车工业大学教授.