萬(wàn)向傳動(dòng)裝置是一種用于連接兩個(gè)軸線或軸桿的機(jī)械裝置，使它們可以在不同的角度和方向上傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)。它通常用于汽車、卡車、船舶、工業(yè)機(jī)械以及其他需要在角度變化時(shí)傳遞動(dòng)力的應(yīng)用中。
萬(wàn)向傳動(dòng)裝置由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還加裝中間支承；一般常見的傳動(dòng)軸部件由傳動(dòng)軸軸桿及其兩端焊接的花鍵軸和萬(wàn)向節(jié)叉組成。萬(wàn)向傳動(dòng)裝置是在其角度和長(zhǎng)度不斷變化的情況下傳遞扭矩的，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，技術(shù)狀況不斷惡化，將會(huì)出現(xiàn)一些聲響故障，例如傳動(dòng)軸裝配不當(dāng)?shù)穆曧懀瑫r(shí)還會(huì)伴隨震抖。如發(fā)現(xiàn)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置存在異響，應(yīng)及時(shí)檢查和排除，以免出現(xiàn)安全問(wèn)題。
設(shè)備工作原理
萬(wàn)向集團(tuán)節(jié)即萬(wàn)向接頭，是實(shí)現(xiàn)變角度動(dòng)力傳遞的機(jī)件，用于需要改變傳動(dòng)軸線方向的位置，它是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的“關(guān)節(jié)”部件。萬(wàn)向節(jié)與傳動(dòng)軸組合，稱為萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)裝置。萬(wàn)向傳動(dòng)裝置一般由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還要有中間支承，主要用于以下一些位置： 1-萬(wàn)向節(jié)；2-傳動(dòng)軸；3-前傳動(dòng)軸；4-中間支承。在萬(wàn)向節(jié)配合中，一個(gè)零部件（輸出軸）繞自身軸的旋轉(zhuǎn)是由另一個(gè)零部件萬(wàn)向節(jié)（輸入軸）繞其軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的。
按萬(wàn)向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬(wàn)向節(jié)和撓性萬(wàn)向節(jié)。剛性萬(wàn)向節(jié)又可分為不等速萬(wàn)向節(jié)（常用的為十字軸式）、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)（如雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)）和等速萬(wàn)向節(jié)（如球籠式萬(wàn)向節(jié)）三種。
不等速萬(wàn)向節(jié)
萬(wàn)向節(jié)連接的兩軸夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，但平均角速度相等的萬(wàn)向節(jié)。
十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)由萬(wàn)向節(jié)叉、十字軸、滾針軸承、油封、套簡(jiǎn)、軸承蓋等件組成。工作原理為：轉(zhuǎn)動(dòng)叉中之一則經(jīng)過(guò)十字軸帶動(dòng)另一個(gè)叉轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又可以繞十字軸中心在任意方向擺動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中滾針軸承中的滾針可自轉(zhuǎn)，以便減輕摩擦。與輸入動(dòng)力連接的軸稱輸入軸（又稱主動(dòng)軸），經(jīng)萬(wàn)向節(jié)輸出的軸稱輸出軸（又稱從動(dòng)軸）。在輸入、輸出軸之間有夾角的條件下工作，兩軸的角速度不等，并因此會(huì)導(dǎo)致輸出軸及與之相連的傳動(dòng)部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和影響這些部件的壽命。
準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)
指在設(shè)計(jì)的角度下以相等的瞬時(shí)角速度傳遞運(yùn)動(dòng)，而在其他角度下以近似相等的瞬時(shí)角速度傳遞運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)。它又分為：
a）雙聯(lián)式準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。指該萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)軸長(zhǎng)度縮短到最小時(shí)的萬(wàn)向節(jié)。
b）凸塊式準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。由兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)又和兩個(gè)不同形狀的凸塊組成。其中兩凸塊相當(dāng)于雙聯(lián)萬(wàn)向節(jié)裝置中的中間傳動(dòng)軸及兩十字銷。
c）三銷軸式準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。由兩個(gè)三銷軸，主動(dòng)偏心軸叉，從動(dòng)偏心軸叉組成。
d）球面滾輪式準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。由銷軸、球面滾輪、萬(wàn)向節(jié)軸和圓筒組成。滾輪可在槽內(nèi)做軸向移動(dòng)，起到伸縮花鍵作用。滾輪與槽壁接觸可傳遞轉(zhuǎn)矩。
等速萬(wàn)向節(jié)
萬(wàn)向節(jié)所連接的輸出軸和輸入軸以始終相等的瞬時(shí)角速度傳遞運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)。它又分為：
a）球叉式等速萬(wàn)向節(jié)。由有滾道的球叉和鋼球組成的萬(wàn)向節(jié)。而其中的圓弧槽滾道型球叉式萬(wàn)向節(jié)是指球義上的鋼球滾道為圓弧型的萬(wàn)向節(jié)。其節(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在球叉的主動(dòng)叉和從動(dòng)叉上做有圓弧凹槽，兩者裝合后形成四個(gè)鋼球滾道，滾道內(nèi)共容納4個(gè)鋼球。定心鋼球裝在主、從動(dòng)叉中心的球形凹槽內(nèi)。直槽滾道型球叉式萬(wàn)向節(jié)是指球叉上的鋼球滾道為直槽滾道型的萬(wàn)向節(jié)。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在兩個(gè)球叉上做有直槽，各直槽與軸的中心線相傾斜，且傾斜的角度相同并彼此對(duì)稱。于兩個(gè)球叉之間的滾道內(nèi)裝有4個(gè)鋼球。
b）球籠式等速萬(wàn)向節(jié)。根據(jù)萬(wàn)向節(jié)軸向能否運(yùn)動(dòng)，又可區(qū)分為軸向不能伸縮型（固定型）球籠式萬(wàn)向節(jié)和可伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)。結(jié)構(gòu)上固定型球籠式萬(wàn)向節(jié)的星形套的內(nèi)表面以內(nèi)花鍵與傳動(dòng)軸連接，它的外表面制有6個(gè)弧形凹槽作為鋼球的內(nèi)滾道，外滾道做在球形殼的內(nèi)表面上。星形套與球形殼裝合后形成的6個(gè)滾道內(nèi)各裝1個(gè)鋼球，并由保持架（球籠）使6個(gè)鋼球處于同一平面內(nèi)。動(dòng)力由傳動(dòng)軸經(jīng)鋼球、球形殼傳出（圖2）。可伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是于筒形殼的內(nèi)壁和星形套的外部做有圓柱形直槽，在兩者裝合后所形成的滾道內(nèi)裝有鋼球。鋼球同時(shí)也裝在保持架的孔內(nèi)。星形套內(nèi)孔做有花鍵用來(lái)與輸入軸連接。這一結(jié)構(gòu)允許星形套與簡(jiǎn)形殼相對(duì)在軸向方向移動(dòng)。
傳動(dòng)軸和中間支撐
傳動(dòng)軸（drive shaft）萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸中能夠傳遞動(dòng)力的軸。傳動(dòng)軸除去傳遞動(dòng)力以外，有些傳動(dòng)軸長(zhǎng)度可以伸縮，用來(lái)防止在所連接兩軸之間有距離變化時(shí)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。
汽車行駛過(guò)程中，變速器與驅(qū)動(dòng)橋的相對(duì)位置經(jīng)常變化，為避免運(yùn)動(dòng)干涉，傳動(dòng)軸用由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵連接，以適應(yīng)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度的變化。為減少磨損，還裝有用以加注滑脂的滑脂嘴，油封，堵蓋和防塵套。
傳動(dòng)軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于質(zhì)量不均勻引起的離心力將使傳動(dòng)軸發(fā)生劇烈震動(dòng)。因此當(dāng)傳動(dòng)軸與萬(wàn)向節(jié)裝配后必須進(jìn)行動(dòng)平衡。
中間支承（mid-support）傳動(dòng)軸過(guò)長(zhǎng)時(shí)需在中間斷開，并將它們通過(guò)支承裝置支持在車架（身）上的機(jī)構(gòu)。
中間支承安裝在車架橫梁或車身底架上，要求它具有能補(bǔ)償傳動(dòng)軸的安裝誤差功能，及適應(yīng)行駛中由于發(fā)動(dòng)機(jī)的彈性懸置引起的發(fā)動(dòng)機(jī)竄動(dòng)和車架變形引起的位移功能。同時(shí)其中橡膠彈性元件還有吸收傳動(dòng)軸振動(dòng)、降低噪聲及承受徑向力的功能。中間支承由橡膠彈性元件、軸承等組成。由于蜂窩形橡膠墊有彈性，可滿足補(bǔ)償安裝誤差和行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)竄動(dòng)和車架變形引起的位移作用。有的中間支承采用雙列圓錐滾子軸承。
傳動(dòng)軸分段時(shí)需加中間支撐。通常中間支撐安裝在車架橫梁上，應(yīng)能補(bǔ)償傳動(dòng)軸軸向和角度方向的安裝誤差以及車輛行駛過(guò)程中由于發(fā)動(dòng)機(jī)竄動(dòng)或車架等變形所引起的位移。
主要類型
萬(wàn)向傳動(dòng)裝置可分為閉式和開式兩種.
1.閉式萬(wàn)向傳動(dòng)裝置采用單萬(wàn)向節(jié)，傳動(dòng)軸被封閉在套管中，套管與車架做球連接，而與驅(qū)動(dòng)橋固定連接。其最大特點(diǎn)是：傳動(dòng)著外殼作為推力管來(lái)傳遞汽車的縱向力，從而使傳動(dòng)軸外殼起到了懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中縱向擺臂的作用，這對(duì)于其后懸架拆用螺旋彈簧作為彈性元件是十分必要的。
2.開式萬(wàn)向傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，現(xiàn)代汽車廣泛應(yīng)用開式萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。
主要應(yīng)用
萬(wàn)向傳動(dòng)裝置在汽車上的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：
①變速器(或分動(dòng)器)與驅(qū)動(dòng)橋之間：一般汽車的變速器、離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)三者合為一體裝在車架上，驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)懸架與車架相連。在負(fù)荷變化及汽車在不平路面行駛時(shí)引起的跳動(dòng)，會(huì)使驅(qū)動(dòng)橋輸入軸與變速器輸出軸之間的夾角和距離發(fā)生變化。
②越野汽車變速器與分動(dòng)器之間：為消除車架變形及制造、裝配誤差等引起的其軸線同軸度誤差對(duì)動(dòng)力傳遞的影響，須裝有萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。
③汽車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的半軸是分段的，轉(zhuǎn)向時(shí)兩段半軸軸線相交巳交角變化，因此要用萬(wàn)向節(jié)。
④斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸：主減速器殼在車架上是固定的，橋殼上下擺動(dòng)，半軸是分段的，須用萬(wàn)向節(jié)。
⑤某些汽車的轉(zhuǎn)向軸裝有萬(wàn)向傳動(dòng)裝置，有利于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的總體布置。
故障維修案例
萬(wàn)向傳動(dòng)裝置故障案例分析
案例一：煩人的車輛顫動(dòng)故障故障現(xiàn)象
一輛1997年款道奇大捷龍MPV商用車，車主反映車速在60km/h時(shí)能明顯感覺到車身左右顫動(dòng)，前部車身感覺特別明顯，提速的過(guò)程中顫動(dòng)更加厲害，急速踏加速踏板則顫動(dòng)變得非常劇烈，但若是緩踏加速踏板，顫動(dòng)感會(huì)輕一些，不踏加速踏板則幾乎感覺不到。車主還反映車輛在重載上坡時(shí)讓人更是難以忍受，但當(dāng)車速超過(guò)70km/h后，車輛又能恢復(fù)正常。
故障診斷與排除
根據(jù)多年的維修經(jīng)驗(yàn)判定，此類故障多是由于懸架的松動(dòng)，或鉸接部分配合間隙變大引起振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)與車身振動(dòng)頻率在某一瞬間相重合而引起振動(dòng)的振幅變大，形成共振。將車輛升起，仔細(xì)檢查底盤，用撬棍撬動(dòng)各膠套及球頭發(fā)現(xiàn)，右下控制臂球頭略有松動(dòng)，更換該球頭后試車，故障略有好轉(zhuǎn)，但仍存在：
車輪的軸向擺動(dòng)量超標(biāo)也會(huì)出現(xiàn)此類情況，將前輪拆下，重新做動(dòng)平衡，并且觀察了車
輪的偏擺情況，發(fā)現(xiàn)偏擺并不嚴(yán)重，但還是從四個(gè)車輪中選擇了偏擺量較輕的兩個(gè)安裝在了前輪，再次試車觀察。故障依舊存在。
反復(fù)試車，檢查底盤，沒有發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的線索，看來(lái)應(yīng)該轉(zhuǎn)移思考的方向了。車輛的顫動(dòng)源會(huì)不會(huì)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)或者變速器，最終傳導(dǎo)到車身的呢？將車升起，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)讓前輪旋轉(zhuǎn)，保持車速在60km/h。此時(shí)在車下可以明顯地感覺到發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器左、右的擺動(dòng)要比車身更劇烈。經(jīng)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)源來(lái)自左側(cè)傳動(dòng)軸。將車熄火后用力晃動(dòng)左側(cè)傳動(dòng)軸，能夠聽到“哐當(dāng)”的響聲，因此可判定是傳動(dòng)軸內(nèi)球籠的內(nèi)部間隙過(guò)大所引起的故障。
拆卸傳動(dòng)軸內(nèi)球籠，檢查發(fā)現(xiàn)此種內(nèi)球籠為星形三銷式萬(wàn)向節(jié)，左側(cè)內(nèi)球籠傳動(dòng)軸防塵套的卡子已松動(dòng)，潤(rùn)滑脂已經(jīng)漏光，并且有水分進(jìn)入。由于長(zhǎng)時(shí)間缺少油脂的潤(rùn)滑，球籠的內(nèi)壁上受力側(cè)已經(jīng)磨損出很深的溝槽，三個(gè)小軸承的滾針有的也因磨損脫離了滑道。
由于球籠的內(nèi)壁上有溝槽，使得傳動(dòng)軸的伸縮受到限制，所以引起發(fā)動(dòng)機(jī)左右擺動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致車身的左右擺動(dòng)。當(dāng)車速在60km/h時(shí)，傳動(dòng)軸伸縮的頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)支撐座擺動(dòng)的固有頻率相重疊，導(dǎo)致車輛擺振的幅度最大；車速達(dá)到70km/h時(shí)，傳動(dòng)軸伸縮的頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)支撐座擺動(dòng)的固有頻率相差較多，所以車速超過(guò)70km/h時(shí)擺振現(xiàn)象就會(huì)消失。
更換左側(cè)傳動(dòng)軸總成后，故障排除。
案例二：行車時(shí)左前輪有“喀吧”聲
故障現(xiàn)象
一輛行駛了65400km捷達(dá)的轎車，在車輛行駛時(shí)，左前輪處有“喀吧、喀吧”聲，類似金屬擠壓聲，轉(zhuǎn)向時(shí)異響更加嚴(yán)重。
故障診斷與排除
用舉升器將車輛升起，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)右傳動(dòng)軸外等速萬(wàn)向節(jié)防塵套破裂，其內(nèi)部潤(rùn)滑脂溢出。將右傳動(dòng)軸拆下，拆下防塵套，發(fā)現(xiàn)外等速萬(wàn)向節(jié)珠架滾道內(nèi)有許多泥沙。通過(guò)用汽油清洗干凈后，發(fā)現(xiàn)萬(wàn)向節(jié)珠架有兩處裂紋，滾道有劃痕和麻點(diǎn)，已無(wú)法使用。更換新外等速萬(wàn)向節(jié)和防塵套，故障即排除。根據(jù)要求捷達(dá)轎車應(yīng)定期進(jìn)行檢查、保養(yǎng)，一旦發(fā)現(xiàn)球籠防塵套損壞應(yīng)及時(shí)更換，以免造成球籠損壞：
案例三：傳動(dòng)軸異晌
故障現(xiàn)象
一車主訴說(shuō)其車輛在起步、變速過(guò)程中放松離合器踏板時(shí)，傳動(dòng)軸出現(xiàn)明顯、清脆的金
屬敲擊聲。汽車以高速檔低速行駛時(shí)，其響聲連續(xù)且有節(jié)奏。
故障診斷與排除
傳動(dòng)軸異響的最常見原因是萬(wàn)向節(jié)不良。當(dāng)萬(wàn)向節(jié)軸承磨損松曠，配合間隙會(huì)變得過(guò)大，一旦離合器踏板放松，主、從動(dòng)件接觸時(shí)就會(huì)產(chǎn)生撞擊而發(fā)出金屬敲擊聲。而當(dāng)汽車在高速檔低速行駛時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻，傳動(dòng)軸抖動(dòng)，此時(shí)又會(huì)出現(xiàn)連續(xù)而有節(jié)奏的響聲。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)十字軸及軸承磨損嚴(yán)重，更換十字軸及軸承，故障排除。
參考資料 >
漫談 | 一文了解汽車萬(wàn)向傳動(dòng)裝置.微信公眾平臺(tái) 汽車測(cè)試網(wǎng).2024-03-21
萬(wàn)向傳動(dòng)軸的介紹.微信公眾平臺(tái) 奧迪斯傳動(dòng)科技.2024-03-21