图 1-2 万向传动轴—花键轴结构简图 Figure 1-2 universal shafts - spline structure diagram
1-盖子；2-盖板；3-盖垫；4-万向节叉；5-加油嘴；6-伸缩套；
7-滑动花键槽；8-油封；9-油封盖；10-传动轴管
1 - The lid2 - cover3 - covered mat4 - cardan5 - refueling6 – expansion7-Take the keyway slide8 - seal9 - seal
cover10 - drive tube
传动轴的长度和夹角及它们的变化范围，由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与花键轴有足够的配合长度；而在长度处于最小时，两者不顶死。传动轴夹角大小会影响万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动效率和十字轴的不均匀性。根据车架与轮胎的形变量确定传动轴夹角变化范围为15゜～18゜之间。
1.2.3 万向节分析
万向节种类繁多，典型的要数十字轴万向节，它一般由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。
目前常见的滚针轴承轴向定位方式有盖板式、卡环式、固定式、和塑料环定位式等。盖板式轴承轴向定位方式的一般结构是用螺栓和盖板将套筒。固定在节叉上，并用锁片将螺栓锁紧。它工作可靠、拆装方便，但零件数目较多。有时将盖板点焊于轴承座底部，装配后，弹性盖板对轴承座底部有一定的预，以免高速转动时由于离心力作用，在十字轴端面与轴承底座之间出现间隙而引起十字轴轴向窜动，从而避免了由于这种窜动造成的传动轴动平衡状态的破坏。
滚针轴承的润滑和密封好坏直接影响着十字轴万向节的使用寿命。毛毡油封由于漏油多，防尘、防水效果差，在加注润滑油时，在个别滚针轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油，已不能满足越来越高的使用要求。结构较复杂的双刃口复合油封，其中反装的单刃口
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橡胶油封用作径向密封，另一双刃口橡胶油封用作端面密封。当向十字轴内腔注人润滑油时，陈油、磨损产物及多余的润滑油便从橡胶油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，不需安装安全阀，防尘、防水效果良好。在灰尘较多的条件下使用时，万向节寿命可显著提高。
十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低。但所连接的两轴夹角不宜过大，当夹角由4°增至16°时，十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1／4。
汽车除转向驱动桥及带有摆动半轴的驱动桥的分段式半轴多采用等速万向节外，一般驱动桥传动轴均采用一对十字轴万向节材料选择。
材料选择：十字轴常用材料为20CrMnti轴颈表面进行渗碳淬火处理，渗碳深度
0.8mm~1.2mm，表面硬度为58~64HRC，轴颈端面硬度不低于55 HRC，芯部硬度为33~48HRC。万向节叉一般采用40或45中碳钢，调质处理硬度 18~33HRC，滚针针轴承材料一般采用GCr15。十字轴万向节的损坏形式主演由十字轴周静和滚针轴承的磨损，十字轴轴颈和滚针轴承碗工作表面出现压痕和剥落。一般情况下，当磨损或压痕超过0.15mm时，十字轴万向节便报废。十字轴的主要失效形式时轴颈根部的断裂，因此应保证十字轴轴颈有足够的抗弯强度。
1.2.4 中间支承结构分析与设计
在乘用车上，有时为了提高传动系的弯曲刚度，改善传动系弯曲振动特性，减小噪声需在中间加装中间支撑将传动轴分成两段[3]。
中间支撑通常安装在车架横梁上或车身底架上，以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差，以及车辆行驶过程中的发动机啊的窜动和车架等变形所引起的位移。目前广泛采用橡胶弹性中间支承，其结构中采用单列滚子轴承，橡胶弹性元件能吸收传动轴的振动，降低噪声。这种弹性中间支撑不能传递轴向力，它主要承受传动轴因不平衡、偏心等因素引起的径向力，以及万向节上的附加弯矩所引起的径向力。中间支承的固有频率可按下式计算
f0?12?CRm （1-1）
式中，f0为中间支承的固有频率（Hz）；CR为中间支承橡胶弹性元件的径向刚度（N/mm）；
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m为中间支承悬置质量（kg），它等于传动轴落在中间支承上的一部分质量与中间支承轴承及其轴承所承受的质量之和。
在设计中间支承时，应合理选择橡胶弹性元件的径向刚度CR，使固有频率f0对应的临界转速n=60f0（r/min）尽可能低于传动轴的常用转速范围，以免共振，保证隔振效果好。需用临界转速为1000-2000r/min，对于乘用车，取下限。选取n为1800r/min当中间支承的固有频率依此数据确定时，由于传动轴不平衡引起的共振转速为1000-2000r/min，而由于万向节上的附加弯矩引起的共振转速为500-1000 r/min。因此，确定f0为30Hz。
图1-3传动轴中间支承
Figure 1-3Among the shaft bearing
1-U形支架；2-注油嘴；3-轴承座；4-油封；5-球轴承；6-蜂窝型橡胶垫
1-U shape bracke；2-Injection nozzle；3-Housing bearings；4- oil seal；5- ball bearing；6-Cellular type rubber
MATS
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2 万向节的分类
万向节种类较多可根据其在扭转方向上是否有明显的弹性，可以将万向节分为刚性万向节和挠性万向节两大类[1]。刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力，而刚性万向节又可分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节三种。挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，其具有结构简单、无需润滑、减振降噪的优点。万向节详细分类如下图2-1所示：
万向节 刚性万向节 等速万向节 不等速万向节 准等速万向节 球叉式 球笼式 扰性万向节 十字轴式 双联式 凸块式 三销轴式 球面滚轮式 圆弧槽滚道型Birfield型 直槽轨道型 Rzeppa型 伸缩型
图2-1万向节分类图 Figure 2-1 Gimbal classification
2.1 不等速万向节
十字轴式刚性万向节是最为典型的不等速万向节，并在汽车中得到广泛应用，其允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜。十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四组滚针轴承等组成。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在
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