三销轴式万向节的等角速传动原理分析

　　摘　要：从三销轴（Tripod）等角速万向节的结构入手，对三销轴式等角速万向节的等角速传动原理进行了分析。
　　叙词：三销轴；万向节；等角速传动
　　1　引言
　　在转向驱动轴和具有独立悬架的汽车的车轮传动装置中，广泛采用各种塑式的等角速万向节，常见的结构型式有三销轴（Tripod）式、球笼式、球叉式、双联式、凸块式和对置三销式等。其中．由于三销轴式等角速万向节具有结构简单、传扭能力强、工作可靠等许多优点，因此在国外轿车及轿车变型车的转向驱动桥中得到了广泛应用。然而，由于前轴驱动的轿车在国内只是近几年才开始生产，三销轴式等角速万向节也只是近几年才在国产引进型轿车中得到应用，因此，国内公开出版发行的技术资料中尚未涉及到该等角速万向节的内容。为此，有必要对三销轴式等角速万向节的诸多技术问题进行讨论，现着重分析三销轴式等角速万向节的等角速传动原理。
　　2　三销轴式等角速万向节的结构及特点
　　三销轴式等角速万向节的结构如图1所示。它主要由三销轴、套装在三销轴上的三个滚子和滚道壳等组成。三销轴3个三个销轴的轴线均布在同一个平面内，并通过花键与花键轴5相连，三销轴3在花键轴5上的轴向位置由卡环2确定。三销轴的三个销轴上套装着三个可绕各自轴线转动的漾子三销轴3、滚子4和花键轴5的组合体称为三销轴组件。将其置于滚道壳1内便构成了三锗轴式等角速万向节。 　　三销轴式等角速万向节的特点是：①与其它各类等角速万向节相比，零件数目Z少，因此结构简单紧凑；②无论传动方向如何，三个销轴全部参加工作，因此传动扭矩能力强，工作可靠；③该万向节的相对运动件为滚动摩擦，摩擦损失小，传动效率高。
　　3　三销轴式等角速万向节的等角速传动原理
　　关于等角速万向节的等角速传动原理，教科书上将其归纳为两类，即双万向节实现等角速传动的原理（此类万向节有双联式、凸块式和对置三销式等）和万向节的传力点始终位于万向节两轴交角平分面内的等角速传动原理（球笼式和球叉式等角速万向节均属此类）。而三销轴式等角速万向节的等角速传动原理是有别于上述两类的第三类。其特点是，传力点相对于三销轴的中心保持不变，如图2所示。图中虚线为万向节主、从动件轴线重合时的情况，此工作状态下，整个万向节可视为一根整体式的耐性轴，等建传递动力是显而易见的，动力传递点位于图2所示的P点位置。图2中实线是万向节主、从动件轴线间夹角为任意角α时的情况，由于三销轴2与花键轴1用花键连接，在任何情况下，滚子3相对于轴1的位置保持不变，滚子3上的传力点P至花键轴轴心线的距离r₂始终不会改变，且与图2中的r₁恒等（r₁=r_2）。当万向节主、从动件轴线间的夹角为任意角α时，若从结构设计上能够保证在任伺情况下，主、从动件轴线的交点始终交于图示中的O点（三销轴的三个销轴在圆周方向上均布便是保证万向节主、从动件轴线交于O点的一项重要结构措施），则传力点P（P'）至滚道壳轴线的距离r'₁恒等于r'2（r'₁=r'₂）。由于r₁=r'₁=r₂，所以三销轴式等角速万向节在允许的交角范围内，主、从动件的速度完全相等，即等角速传动。 　　4　结构实例
　　神龙•富康ZX型轿车的前轴采用的就是三销轴式等角速万向节，如图3所示为适应转向驱动轴的特殊的使用要求，三销轴式等角速万向节被设计成固定式（Glaezer Ex-ternal）和滑动式GI（GIaezer Inboard）两种不同的结构型式。固定式用于轮毂策，滑动式用于差速器翻。滑动式三销轴等角速万向节除具有等建传递相交轴的动力外，还可以利用滚子在滚道内的轴向移动补偿万向传动装置中轴向尺寸的变化。