鄭耿樂

車輛裝備的變速器輸出軸線與驅動橋的輸入軸線難以布置得重合，并且在車輛行駛過程中，由于路面的沖擊等因素，彈性懸架系統(tǒng)產(chǎn)生振動，軸間相對位置經(jīng)常變化，采用什么裝置解決這一問題呢，這就是今天我們一起來談談的車輛裝備萬向聯(lián)軸器

一、萬向聯(lián)軸器的功用

聯(lián)軸器是聯(lián)結兩軸或軸和回轉件，在傳遞轉矩和運動過程中一同回轉而不脫開的一種機械裝置。其主要功能有聯(lián)接、補償、吸震以及充當安全裝置的作用。

用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩傳動軸在機器工作時不能分離，只有當機器停止運轉后，用拆卸的方法才能將它們分開。

聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后變形、工作溫度變化等影響，軸線往往不能共線，且在工作時兩軸之間可能還會產(chǎn)生一定范圍的相對位移，包括軸向位移、徑向位移、角位移和綜合位移。為了對可能產(chǎn)生的位移進行補償，聯(lián)軸器在結構上必須采取各種不同的措施，使之具有適應一定范圍的相對位移的性能，否則就會在軸、聯(lián)軸器和軸承中引起附加載荷，導致機器在運行時出現(xiàn)劇烈振動，工作情況嚴重惡化，甚至引起軸折斷，軸承或聯(lián)軸器中的元件損壞。

根據(jù)工作性能，聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩種。萬向聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器的典型代表。

萬向聯(lián)軸器主要用于汽車和自行式工程機械上，任何一對軸線相交且相對位置經(jīng)常變化的轉軸之間的動力傳遞。在車輛裝備中，萬向聯(lián)軸器廣泛用于傳動系、還可以用于動力輸出裝置和轉向操作機構。如在車輛裝備中，為使動力系統(tǒng)轉矩能順利輸出，就使用了該聯(lián)軸器進行軸間連接。

處于不同位置的萬向聯(lián)軸器的作用不盡相同，如在變速器與驅動橋以及變速器與分動器之間，所使用的萬向聯(lián)軸器。其作用為聯(lián)接兩根距離較遠的軸，同時補償二者相對位置的變化。驅動橋無論整體式還是斷開式，使用此聯(lián)軸器連接則是為了確保半軸在車輛偏轉過程中不斷地把動力從主減速器傳到車輪。

當連接的兩部件，雖名義上軸線是同心的，但考慮到安裝不準確和工作中的變形，同時也考慮到拆裝方便，也可采用萬向聯(lián)軸器。例如，履帶式推土機主離合器與變速箱輸入軸之間的連接。

了解完萬向聯(lián)軸的功能，下面來介紹其實現(xiàn)其功能的核心部分——萬向節(jié)?？纯磶追N典型萬向節(jié)的結構和特點。

二、萬向節(jié)的類型。

作為萬向聯(lián)軸器最重要的組成部分，按其在扭轉方向上是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。

在前者中，動力是依靠零件的鉸鏈式聯(lián)接傳遞的，可分為不等速萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。

撓性萬向節(jié)是靠彈性元件傳遞動力的，具有緩沖減振作用。

車輛裝備中所使用的屬于剛性萬向節(jié)，其結構主要由萬向節(jié)叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。

這類萬向節(jié)具有結構簡單，強度高，耐久性好，傳動效率高，生產(chǎn)成本低等特點，應用十分廣泛。

采用單個萬向節(jié)時，當主動叉勻速轉動，從動叉轉動時快時慢，呈周期性變化。這種性質(zhì)稱為不等速性。不等速性將引起附加動載荷，產(chǎn)生振動，使傳動質(zhì)量下降，進而影響零部件壽命。

為避免這種現(xiàn)象，可將萬向節(jié)成對使用，這樣兩個萬向節(jié)的“不等速性”相互抵消，達到主動軸和從動軸同步轉動。當然這需要滿足特定的要求。

即： （1）第一個萬向節(jié)兩軸間的夾角與第二個萬向節(jié)兩軸間的夾角相等，即α1=α2;

（2）傳動軸兩端的萬向節(jié)叉處于同一平面內(nèi)。

這其中第二個條件完全可以由傳動軸和萬向節(jié)叉的正確裝配來保證。但是，第一個條件只有在采用驅動輪獨立懸架時，才有可能通過整車的總布置設計和總裝配工藝來保證實現(xiàn)。

雙萬向節(jié)傳動雖然能近似地解決等速傳動問題，但在某些情況下，可能難以適應。在長期的實踐過程中，人們創(chuàng)造了各種形式的等速和準等速萬向節(jié)，它既能實現(xiàn)或基本實現(xiàn)各種形式的等速角速傳動。準等速萬向節(jié)可分為雙聯(lián)式和三銷軸式。

雙聯(lián)式實際上是一套傳動軸長度縮減至最小的雙十字軸萬向節(jié)等速傳動裝置。位于中間的雙聯(lián)叉相當于兩個在同一平面上的萬向節(jié)叉。雙聯(lián)式萬向節(jié)允許有較大的軸間夾角，具有結構簡單、制造方便、工作可靠等優(yōu)點，故在轉向驅動橋中的應用普遍，例如斯太爾卡車中使用了雙聯(lián)式萬向節(jié)。

三銷軸式則是將兩個十字軸轉化為兩個三銷軸插在一起，取消了中間架。最大的特點是允許相鄰兩軸有較大夾角，最大可達45°。在轉向驅動橋中采用這種萬向節(jié)可以使汽車獲得較小的轉彎半徑，提高汽車的機動性。其缺點是所占空間較大。如東風EQ2080型汽車的轉向驅動橋就采用了三銷軸式萬向節(jié)。使用這類萬向節(jié)可使車輛獲得較小的轉彎半徑，提高了車輛的機動性

介紹完準等速萬向節(jié)，最后再來看看等速萬向節(jié)。等速萬向節(jié)的基本原理是從結構上保證萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點永遠位于兩軸交點的平分面上。若萬向節(jié)的傳力點在其交角變化時始終位于角平分面內(nèi)，則可使兩萬向節(jié)叉保持等速性。

目前采用較為廣泛的球叉式萬向節(jié)和球籠式萬向節(jié)均是根據(jù)這一原理制成。

球籠式萬向節(jié)主要結構有：球籠、6個鋼球、內(nèi)外滾道等。這類等角速萬向節(jié)磨損小，由于工作時同時有六個鋼球傳遞動力，故承載能力、壽命較球叉式高，且能在夾角35°～42°下傳力，適用于重型車輛。

于球籠式萬向節(jié)承載能力強，結構緊湊，拆裝方便，因此應用越來越廣泛。例如捷達、桑塔納、夏利等轎車，其前轉向驅動橋的轉向節(jié)處均采用這種球籠式等角速萬向節(jié)。確保車輛裝備在兩軸交角較大時仍能正常工作。

球叉式萬向節(jié)主要結構中，主動叉和從動車分別于內(nèi)外半軸制成一體。在主、從動叉上各有四個曲面凹槽，每個凹槽各裝一個鋼球，其外還有一個鋼球通過定位銷安裝在兩叉的正中間。球叉式萬向節(jié)工作時，只有兩個鋼球傳力，反轉時，則由另兩個鋼球傳力，因此，鋼球與曲面凹槽之間的單位壓力較大、磨損快，影響使用壽命。

本文主要了解了萬向聯(lián)軸器的功用，在此基礎上分析了萬向節(jié)的類型、結構、傳動特點以及在車輛裝備中應用實例。

（火箭軍士官學校）