等速万向节有哪些形式等速万向节（球笼）类型及原理介绍

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等速万向节保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交点的平分面上，如图4 . 11所示的是等速万向节的工作原理图。

两个大小相同的锥齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角"的平分面上，由P点到两轴的垂直距离都等于r，P点处两齿轮的圆周速度是相等的，因此两个齿轮旋转的角速度也相等。

若万向节的传力点在其交角变化时始终位于角平分面内，则可使两万向节叉保持等角速的关系。

目前采用较广泛的球叉式万向节和球笼式万向节均根据这一原理设计。

1.球叉式万向节

球叉式万向节的结构如图4 .12所示，由主动叉6、从动叉1、4个传动钢球5和定心钢球4组成。其主动叉6与从动叉1分别与内、外半轴制成一体。在主、从动叉上各有4 个曲面凹槽，装合后，形成两条相交的环形槽，作为传动钢球5的滚道，4个传动钢球5 装于槽中，定心钢球4放在两叉中心的凹槽内，以定中心。

球叉式万向节等角速传动原理如图4 . 13所示。从动叉曲面凹槽的中心线分别是以◦:、02为圆心的两个半径相等的圆，且圆心0:、00到万向节中心O的距离相等，即0:0=002。这样，无论主、从动轴以任何角度相交，4个钢球中心都位于两圆的交点上，亦即所有传动钢球始终位于两轴交角" 的角平分面上，因而保证了等角速传动。
球叉式万向节结构简单，允许最大交角为32°〜， 38°。但由于前行时只有两个钢球传力，倒车时则由图4 球叉式万向节等角速另外两个钢球传力，故钢球与曲面滚道之间接触压
力较大，磨损较快。随着凹槽的磨损，万向节工作的准确性就会下降，并且这种万向节的制造工艺较复杂，因此它用于中、小型越野汽车的转向驱动桥上，如北京BJ2020。

2.球笼式万向节

球笼式万向节按其内、外滚道结构的不同又可分为球笼式碗形万向节、球笼式双补偿万向节和球笼伸缩万向节等。

(1)球笼式碗形万向节球笼式碗形万向节

又称固定型球笼式等速万向节，简称RF节，如图4.14所示。

主要由星形套7、球笼4 球形壳8及钢球6等组成。星形套7通过内花键与中段半轴9相连接，用卡环9、隔套7和碟形弹簧8轴向限位。星形套7的外表面有6 条曲面凹槽，形成内滚道。球形壳8与带花键的外半轴制成一体，内表面制有相应的6条曲面凹槽，形成外滚道。球笼4上有6个窗孔。装合后6个钢球分别装于6条凹槽中，并用球笼使之保持在一个平面内。

工作时，转矩由主动轴1传至星形套7，经6个均布的钢球6传给球形壳8，并通过球形壳上的花键轴传至转向驱动轮，使汽车行驶。球笼式碗形万向节等速传动的结构原理如图4. 15所示。其内星轮6的外球面、球笼3 的内球面和外球面以及外星轮1的内球面均以万向节中心0点为球心。球笼使6个钢球球心所在的平面通过中心0点。外滚道中心A与内滚道中心B不重合，分别位于中心0的两侧且0A=05。当两轴交角"变化时，球面之间绕0点相互滑转，钢球则在内、外滚道上滚动且始终与内、外滚道相切，即钢球中心C到A、B两点的距离均相等。由于0A=5 ，CA=CB，C0是共边，则两个三角形AC0A与AC0B全等，故%C0A = %C0B，即两轴相交任意交角"时，传力的钢球都位于两轴夹角的平分面上。此时钢球到主动轴和从动轴的距离+和6相等，从而保证了从动轴与主动轴以相等的角速度旋转。

球笼式等速万向节可在两轴最大交角为4 2°情况下传递转矩，无论传动方向如何，6 个钢球全部传力。与球叉式万向节相比，在相同的外廓尺寸下，其承载能力强、使用寿命长、结构紧凑、拆装方便，因此应用越来越广泛。

目前国内外多数汽车的前转向驱动桥均采用这种万向节，如红旗CA7220、一汽奥迪100、捷达、高尔夫和上海桑塔纳等汽车。

(2)球笼式双补偿万向节。
球笼式双补偿万向节又称为球笼滑动式万向节，如图4 .16 所示。其外球座4为圆筒形，内、外滚道是与轴线平行的直线凹槽，即圆筒形，在传递转矩时，内球座2与外球座4可以相对轴向移动。球笼3的内外球面在轴线方向是偏心的，内球面中心B与外球面中心A分别位于万向节中心0的两边，且0A = 0B。同样，钢球中心C到A、B的距离相等，以保证万向节作等速传动。

缩机构，使结构简化，且轴向位移是通过钢球沿内、外滚道的滚动来实现的，滚动阻力小、磨损轻、寿命长，故最适用于断开式驱动桥。

(3)球笼伸缩式万向节。

球笼伸缩式万向节，简称VL型万向节，上海桑塔纳汽车转向驱动桥内侧减速器处所用万向节就是VL型万向节，如图4 .17所示。其内、外滚道为圆筒形，只是圆筒中心线不与轴线平行，而是以相同的角度相对于轴线倾斜着！而且同一零件上相邻两条滚道的倾斜方向相反，即呈“V”形。装合后，同一圆周方向位置处，内、外滚道的倾斜方向刚好相反，即对称交叉，而钢球则处于内、外滚道的交叉部位。当内半轴7与中半轴1以任意夹角相交时，由于内、外滚道及球笼6的控制作用，使所有传动钢球都位于轴间交角的平分面上，从而实现等角速传动。

因为该万向节的内外滚道沿圆周方向呈“V”形布置，且在动力的传递过程中，内、外星轮可作轴向运动，从而使前轮跳动时轴向长度得到补偿，所以称为VL型万向节。其允许最大的轴间夹角为22°，轴向伸缩量可达45mm。由于内、外星轮是通过钢球传递转矩的，所以内、外星轮在作轴向移动时为滚动摩擦，摩擦阻力4、。VL型万向节两轴交角范围为20°〜25°，较十字轴刚性万向节相邻两轴的交角范围大，但小于球叉式和RF节。
VL型万向节在汽车的转向驱动桥中均布置在靠主减速器侧，而轴向不能伸缩的固定型球笼式万向节，则布置在靠近车轮侧。

3.三叉式等速万向节

三叉式万向节也称作三销式万向节。三销式万向节的里面没有钢球，而是使用3个带有滚针的轴承，可以在钟形壳内的3个轨道里进行向内和向外滑移，以此来适应驱动轴在车辆运动时产生的长度变化。如图4 .18所示为丰田皇冠汽车断开式后驱动桥，其半轴使用的是三叉式等速万向节，它主要由三销总成11和内万向节套5组成。三销总成的花键孔与传动轴内花键端配合，3个销轴上均装有轴承，以减小磨损。万向节套凸缘与差速器的凸缘用螺栓连接。为了防止润滑脂外溢，万向节装有防护罩7，并用两个卡箍10和12 紧固。

三叉式等速万向节结构简单、磨损小，并且可轴向伸缩，在汽车上应用逐渐广泛，国产奥迪、红旗、富康、捷达、夏利等汽车的等速驱动轴上均采用三叉式万向节。

总的来说，与普通万向节比较，等速万向节的构造复杂，制造成本较高，所以只用在转向驱动轮的传动中。有的微型汽车，为了降低制造成本，转向驱动轮的传动也不用等速万向节，而用一种挠性万向节代替。

4.挠性万向节

上述万向节传力元件都是刚性的，统称为刚性万向节。有时万向节传力元件也可用带弹性的材料制造，则称挠性万向节。

挠性万向节依靠其中弹性件的弹性形变来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉。

弹性件可以是橡胶盘、橡胶金属套筒、六角形橡胶圈或其他结构形式。

由于弹性件的弹性形变量有限，故挠性万向节一般用于夹角不大两轴间，一般在3°〜5°范围内。并且在只有微量轴向位移的万向传动装置中，常用来连接固定安装在车架上的两个部件，如发动机与变速器或变速器与分动器之间，以消除制造安装误差和车架变形对传动的影D向。此外，它还具有能吸收传动系统中的冲击载荷和衰减扭转振动、结构简单、无须润滑等优点。

如图4 .19所示为上海SH35 40A型自卸汽车上用来连接发动机输出轴与液力机械变速器输人轴的挠性万向节。

它主要由借螺栓固定在发动机飞轮上的大圆盘2、与花键毂5铆接在一起的连接圆盘4、连接二者的4副弹性连接件3以及定心用的中心轴1组成。

弹性连接件的两个橡胶块装在两半对合的外壳中，每个橡胶块中各有一衬套。每g lj弹性连接件中的一个橡胶块用螺栓固定在大圆盘上，而另一橡胶块用螺栓固定在连接圆盘上，动力经大圆盘输人，通过衬套传给每一再经外壳、另一橡胶块和衬套传给连接圆盘，最后经花键毂和花键轴输出。
对于径向刚度较小的挠性万向节，主、从动件之间应有定中心装置，以免转速升高时由于轴线偏离加大而产生振动和噪声。