[科普中國]-傳動軸

作用

傳動軸是汽車傳動系中傳遞動力的重要部件，它的作用是與變速箱、驅(qū)動橋一起將發(fā)動機(jī)的動力傳遞給車輪，使汽車產(chǎn)生驅(qū)動力。1

用途專用汽車傳動軸主要用在油罐車，加油車，灑水車，吸污車，吸糞車，消防車，高壓清洗車，道路清障車，高空作業(yè)車，垃圾車等車型上。2

結(jié)構(gòu)傳動軸是由軸管、伸縮套和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實(shí)現(xiàn)兩軸的等角速傳動2。

萬向節(jié)萬向節(jié)是汽車傳動軸上的關(guān)鍵部件。汽車是一個運(yùn)動的物體。在后驅(qū)動汽車上，發(fā)動機(jī)、離合器與變速器作為一個整體安裝在車架上，而驅(qū)動橋通過彈性懸掛與車架連接，兩者之間有一個距離，需要進(jìn)行連接。汽車運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動。2

一般萬向節(jié)由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。萬向節(jié)是汽車傳動軸上的關(guān)鍵部件。在前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動的車輛上，萬向節(jié)傳動軸安裝在變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間；而前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的車輛省略了傳動軸，萬向節(jié)安裝在既負(fù)責(zé)驅(qū)動又負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的前橋半軸與車輪之間。車輛在運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動，負(fù)荷變化或者兩個總成安裝位置差異，都會使得變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，因此要用一個“以變應(yīng)變”的裝置來解決這一個問題，因此就有了萬向節(jié)。2

在發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動（或全輪驅(qū)動）的汽車上，由于汽車在運(yùn)動過程中懸架變形，驅(qū)動軸主減速器輸入軸與變速器（或分動箱）輸出軸間經(jīng)常有相對運(yùn)動，此外，為有效避開某些機(jī)構(gòu)或裝置（無法實(shí)現(xiàn)直線傳遞），必須有一種裝置來實(shí)現(xiàn)動力的正常傳遞，于是就出現(xiàn)了萬向節(jié)傳動。萬向節(jié)傳動必須具備以下特點(diǎn)：a 、保證所連接兩軸的相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠地傳遞動力；b 、保證所連接兩軸能均勻運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)；c 、傳動效率要高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易。2

對汽車而言，由于一個十字軸萬向節(jié)的輸 出軸相對于輸入軸（有一定的夾角）是不等速旋轉(zhuǎn)的，為此必須采用雙萬向節(jié)（或多萬向節(jié)）傳動，并把同傳動軸相連的兩個萬向節(jié)叉布置在同一平面，且使兩萬向節(jié)的夾角相等。這一點(diǎn)是十分重要的。在設(shè)計時應(yīng)盡量減小萬向節(jié)的夾角。2

伸縮套傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳動軸伸縮套是將花鍵套與凸緣叉焊接在一起，將花鍵軸焊在傳動軸管上。新型的的傳動軸一改傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將花鍵套與傳動軸管焊接成一體，將花鍵軸與凸緣叉制成一體。并將矩形齒花鍵改成大壓力角漸開線短齒花鍵，這樣既增加了強(qiáng)度又便于擠壓成形，適應(yīng)大轉(zhuǎn)矩工況的需要。在伸縮套管和花鍵軸的牙齒表面，整體涂浸了一層尼龍材料，不僅增加了耐磨性和自潤滑性，而且減少了沖擊負(fù)荷對傳動軸的損害，提高了緩沖能力。2

此種傳動軸在凸緣花鍵軸外增加了一個管形密封保護(hù)套，在該保護(hù)套端部設(shè)置了兩道聚氨酯橡膠油封，使伸縮套內(nèi)形成廠一個完全密封的空間，使伸縮花鍵軸不受外界沙塵的侵蝕，不僅防塵而且防銹。因此在裝配時在花鍵軸與套內(nèi)一次性涂抹潤滑脂，就完全可以滿足使用要求，不需要裝油嘴潤滑，減少了保養(yǎng)內(nèi)容。2

軸套是為了減少軸運(yùn)動時的摩擦與磨損而設(shè)計出來的，基本用途與軸承無異，而且相對成本較便宜，但摩擦阻力較大，所以只會使用于部份部件上。軸套大多都以銅制成，但亦有塑膠制的軸套。軸套多被放置于軸與承托結(jié)構(gòu)中，而且非常緊貼承托結(jié)構(gòu)，只有軸能在軸套上轉(zhuǎn)動。在裝配軸與軸套時，兩者間會加入潤滑劑以減少其轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力。2

類型按彈性分傳動軸按其重要部件--萬向節(jié)的不同，可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)傳動軸和撓性萬向節(jié)傳動軸。3

1. 剛性萬向節(jié)：靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞動力的。

**2.撓行萬向節(jié)：**靠彈性零件傳遞動力，并具有緩沖減振作用。3

按角速率分剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（如十字軸式萬向節(jié)）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié)）。等速與不等速，是指從動軸在隨著主動軸轉(zhuǎn)動時，兩者的轉(zhuǎn)動角速率是否相等而言的，當(dāng)然，主動軸和從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。2

1. 等速萬向節(jié)：

主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時仍然相等的萬向節(jié)，稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。它們主要用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、斷開式驅(qū)動橋等的車輪傳動裝置中，主要用于轎車中的動力傳遞。2

2**. 不等速萬向節(jié)：**

主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時不相等的萬向節(jié)，稱為不等速萬向節(jié)，也叫做十字軸式萬向節(jié)。十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸在汽車傳動系中用得最廣泛，歷史也最悠久。當(dāng)轎車為后輪驅(qū)動時，常采用十字軸式萬向節(jié)傳動軸，對部分高檔轎車，也有采用等速球頭的；當(dāng)轎車為前輪驅(qū)動時，則常采用等速萬向節(jié)——等速萬向節(jié)也是一種傳動軸，只是稱謂不同而已。平時所說的傳動軸一般指的就是十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸。十字軸式剛性萬向節(jié)主要用于傳遞角度的變化，一般由突緣叉、十字軸帶滾針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動叉、中間連接叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸向固定件等組成。突緣叉是一個帶法蘭的叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用球墨鑄鐵的砂型鑄造件和中碳鋼或中碳優(yōu)質(zhì)合金鋼的精密鑄造件。突緣叉一般帶一個平法蘭，也有帶一個端面梯形齒法蘭的。十字軸帶滾針軸承總成一般包括四個滾針軸承、一個十字軸、一個滑脂嘴。滾針軸承一般由若干個滾針、一個軸承碗、一個多刃口橡膠油封（部分帶骨架）組成。在某些滾針軸承中，還有一個帶油槽的圓形墊片，有尼龍的，也有采用銅片或其他材料的，主要用于減小萬向節(jié)軸向間隙，提高傳動軸動平衡品質(zhì)。萬向節(jié)叉是一個叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用中碳鋼的精密鑄造件。滾針軸承的軸向固定件一般是孔（或軸）用彈性擋圈（內(nèi)外卡式），或軸承壓板、鎖片、螺栓等。2

動力性我們在進(jìn)行汽車交易的過程中，必須要進(jìn)行路試，然而，在路試的過程中必須要考慮到車輛的動力性，那么，什么是汽車的動力性呢？

汽車的動力性就是指汽車在良好的路面上進(jìn)行直線行駛的過程，可以由縱向的外力來進(jìn)行決定相應(yīng)的行駛性能，是能夠達(dá)到平均行駛速度的要求。我們從這個定義當(dāng)中就可以看出，對于道路來說，必須要是良好的路面，水平或是坡路都可以，運(yùn)動方式可以采取直線行駛的過程，對于外力因素來說，可以由縱向的外力來決定運(yùn)動的基礎(chǔ)，使其能夠達(dá)到一定的能力。對于運(yùn)動能力來說，主要有三個方面的指標(biāo)，比如汽車的最大車速，加速時間，以及最大爬坡度。在良好的水平路面上進(jìn)行行駛的車輛，如果能夠達(dá)到最大的行駛速度，我們就叫最大車速。對于加速時間來說，通常是在原地起步的加速時間，以及超車加速的時間，這個時間表明了汽車的加速能力。“t”表示原地起步的時間，一般都是一檔或是二檔進(jìn)行起步，逐漸進(jìn)行換檔位處理，如果行駛到一定的預(yù)定距離時，車速所需要的時間。就是原地起步的時間。超車的加速時間也可以用“t”來進(jìn)行表示，最大的次高檔位的一些車，其車速在30或是4左右，全力加速要在一些高速路上所用的時間表示。4

使用保養(yǎng)為了確保傳動軸的正常工作，延長其使用壽命，在使用中應(yīng)注意：1．嚴(yán)禁汽車用高速檔起步。2．嚴(yán)禁猛抬離合器踏板。3．嚴(yán)禁汽車超載、超速行駛。4．應(yīng)經(jīng)常檢查傳動軸工作狀況。5．應(yīng)經(jīng)常檢查傳動軸吊架緊固情況，支承橡膠是否損壞，傳動軸各連接部位是否松曠，傳動軸是否變形。6．為了保證傳動軸的動平衡，應(yīng)經(jīng)常注意平衡焊片是否脫焊。新傳動軸組件是配套提供的，在新傳動軸裝車時應(yīng)注意伸縮套的裝配標(biāo)記，應(yīng)保證凸緣叉在一個平面內(nèi)。在維修拆卸傳動軸時，應(yīng)在伸縮套與凸緣軸上打印裝配標(biāo)記，以備重新裝配時保持原裝配關(guān)系不變。7．應(yīng)經(jīng)常為萬向節(jié)十字軸承加注潤滑脂，夏季應(yīng)注入3號鋰基潤滑脂，冬季注入2號鋰基潤滑脂。2

故障維修磨損問題傳動軸機(jī)件的損壞、磨損、變形以及失去動平衡，都會造成汽車在行駛中產(chǎn)生異響和振動，嚴(yán)重時會導(dǎo)致相關(guān)部件的損壞。汽車行駛中，在起步或急加速時發(fā)出“格登”的聲響，而且明顯表現(xiàn)出機(jī)件松曠的感覺，如果不是驅(qū)動橋傳動齒輪松曠則顯然是傳動軸機(jī)件松曠。松曠的部位不外乎是萬向節(jié)十字軸承或鋼碗與凸緣叉，伸縮套的花鍵軸與花鍵套。一般來講，十字軸軸徑與軸承曠量不應(yīng)超過0.13mm,伸縮花鍵軸與花鍵套嚙合間隙不應(yīng)大于0.3mm。超過使用極限應(yīng)當(dāng)修復(fù)或更換。3

汽車行駛中若底盤發(fā)生“嗡嗡”聲，而且運(yùn)行速度越高，聲音越大。這一般是由于萬向節(jié)十字軸與軸承磨損松曠、傳動軸中間軸承磨損、中間橡膠支承損壞或吊架松動，或是由于吊架固定的位置不對所致。3

**1）**傳統(tǒng)方法國內(nèi)針對傳動軸磨損一般采用的是補(bǔ)焊、鑲軸套、打麻點(diǎn)等方法，但當(dāng)軸的材質(zhì)為45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）時，如果僅采用堆焊處理，則會產(chǎn)生焊接內(nèi)應(yīng)力，在重載荷或高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，可能在軸肩處出現(xiàn)裂紋乃至斷裂的現(xiàn)象，如果采用去應(yīng)力退火，則難于操作，且加工周期長，檢修費(fèi)用高；當(dāng)軸的材質(zhì)為HT200時，采用鑄鐵焊也不理想。一些維修技術(shù)較高的企業(yè)會采用電刷鍍、激光焊、微弧焊甚至冷焊等，這些維修技術(shù)往往需要較高的要求及高昂的費(fèi)用。3

**2）**最新維修方法對于以上修復(fù)技術(shù)，在歐美日韓企業(yè)已不太常見，發(fā)達(dá)國家一般采用的是高分子復(fù)合材料技術(shù)和納米技術(shù)，高分子技術(shù)可以現(xiàn)場操作有效提升了維修效率，且降低了維修費(fèi)用和維修強(qiáng)度，其中應(yīng)用最為廣泛的是美嘉華技術(shù)體系。相比傳統(tǒng)技術(shù)，高分子復(fù)合材料既具有金屬所要求的強(qiáng)度和硬度，又具有金屬所不具備的退讓性（變量關(guān)系），通過“模具修復(fù)”、“部件對應(yīng)關(guān)系”、“機(jī)械加工”等工藝，可以最大限度確保修復(fù)部位和配合部件的尺寸配合；同時，利用復(fù)合材料本身所具有的抗壓、抗彎曲、延展率等綜合優(yōu)勢，可以有效地吸收外力的沖擊，極大化解和抵消軸承對軸的徑向沖擊力，并避免了間隙出現(xiàn)的可能性，也就避免了設(shè)備因間隙增大而造成的二次磨損。3

平衡問題**癥狀診斷：**6×4汽車在重負(fù)荷時，特別在行駛顛簸中偶爾發(fā)出敲擊聲，應(yīng)注意檢查中后橋平衡軸是否變位而與傳動軸發(fā)生干涉。汽車運(yùn)行中若隨著車速的增高而噪聲增大，并且伴隨有抖動，這一般是由于傳動軸失去平衡所致。這種振動在駕駛室內(nèi)感覺最為明顯。傳動軸動平衡的不平衡量應(yīng)小于100 g. cm.傳動軸動平衡失效嚴(yán)重會導(dǎo)致相關(guān)部件的損壞。最常見的是離合器殼裂紋和中間橡膠支承的疲勞損壞。3

解決方法：

將車前輪用墊木塞緊，用千斤頂起車一側(cè)的中、后驅(qū)動橋；將發(fā)動機(jī)發(fā)動，掛上高速檔，觀查傳動軸擺振情況。觀查中注意轉(zhuǎn)速下降時，若擺振明顯增大，說明傳動軸彎曲或凸緣歪斜。3

傳動軸彎曲都是軸管彎曲，大部分是由于汽車超載造成的。運(yùn)煤車輛由于超載、超掛，傳動軸彎曲、斷裂的故障發(fā)生較多。如有的車再加上掛車?yán)\(yùn)60多噸煤炭，傳動軸由于超載、超掛損壞嚴(yán)重。盡管加固了傳動軸中間支承，又加強(qiáng)了凸緣叉的強(qiáng)度，但仍出現(xiàn)斷裂損壞的故障。3

更換傳動軸部件，校直后，應(yīng)進(jìn)行平衡檢查，不平衡量應(yīng)合乎標(biāo)準(zhǔn)要求。萬向節(jié)叉及傳動軸吊架的技術(shù)狀況也應(yīng)做詳細(xì)的檢查，如因安裝不合要求，十字軸及滾柱損壞引起松曠、振動，也會使傳動軸失去平衡。3