1.功用
在汽车传动系及其他系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承，如图3-99所示。
图3-99 万向传动装置示意图
万向传动装置俗称万向节。其功用是在轴间夹角及相互位置不断变化的两转轴之间传递动力。
2.分类
万向节根据其实际使用情况不同分为很多类，常见的有按其扭转方向上是否有明显的弹性分为刚性万向节和挠性万向节。前者是靠刚性铰链式零件传递动力，其弹性较小；而后者则是靠弹性元件传递动力，其弹性较大，且具有缓冲减振作用。
汽车上普遍采用刚性万向节。根据其输出轴和输入轴轴线夹角大于零时传动的瞬时角速度是否相等，刚性万向节又分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（三销式、双联式等）和等速万向节（球叉式、球笼式等）。
3.1.6.1 万向节
1.万向传动装置的应用
1）发动机前置后轮驱动汽车的变速器与驱动桥之间。当距离较远时，应将传动轴分成两段甚至多段，并加设中间支承。
2）多轴驱动汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间。
3）由于车架的变形，会造成轴线间相互位置变化的两传动部件之间。
5）转向驱动车桥的差速器与车轮之间。
6）汽车的动力输出装置和转向操纵机构中。
常见应用场合万向传动装置应用示意图如图3-100所示。
2.万向节的构成
万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置。
（1）十字轴式刚性万向节 十字轴式刚性万向节构成及工作原理示意图如图3-101所示。它主要由万向节套筒叉和传动轴叉、十字轴及滚针轴承等组成。两个万向节叉分别与主、从动轴相连，其叉形上的孔分别活套在十字轴的两对轴颈上。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任意方向摆动。为了减小摩擦和磨损，提高传动效率，在十字轴轴颈和万向节叉孔之间装有由滚针和套筒（轴承外圈）组成的滚针轴承，并用轴承卡环定位锁紧。为了润滑轴承，十字轴内钻有互相贯通的油道，并与润滑脂嘴相通。安全阀及四个轴颈外端面相通。轴颈端面上加工有径向凹槽，为了润滑轴承，十字轴上一般安有润滑脂嘴并有油路通向轴颈。润滑油可从润滑脂嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。
图3-100 万向传动装置应用示意图
图3-101 十字轴式刚性万向节构成及工作原理示意图
十字轴式刚性万向节结构简单，工作可靠，允许在轴间夹角为14°～20°的两轴之间传递动力，且采用两个或两个以上万向节，可近似地满足等速传动，因此在汽车传动系中应用最为广泛。十字轴刚性万向节虽然有许多优点，但因受轴向尺寸及轴间夹角的限制，难以适应转向驱动桥和断开式驱动桥的要求，在转向驱动桥和断开式驱动桥上多采用准等速万向节和等速万向节。
（2）准等速万向节 常见的准等速万向节有双联式和三销轴式两种，它们的工作原理与上述双十字轴式万向节实现等速传动的原理是一样的。双联式万向节实际上是一套将传动轴长度缩减至最小的双十字轴式万向节等速传动装置，双联叉相当于传动轴及两端处在同一平面上的万向节叉。能使两轴角速度接近相等，所以称双联式万向节为准等速万向节。双联式和三销轴式准等速万向节结构示意图如图3-102所示。
三销轴式万向节的最大特点是允许相邻两轴有较大的交角，最大可达45°。在转向驱动桥中采用这种万向节可使汽车获得较小的转弯半径，提高了汽车的机动性，越野车多采用。其缺点是所占空间较大。
（3）等速万向节 等速万向节的作用是保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交角的平分面上。等速万向节的工作原理示意图如图3-103所示。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。
图3-102 双联式和三销轴式准等速万向节结构示意图
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图3-103 等速万向节的工作原理示意图
1）球笼式万向节。
①固定型球笼式万向节（RF节）：固定型球笼式万向节的结构及传动原理如图3-104所示。
图3-104 固定型球笼式万向节的结构及传动原理示意图
固定型球笼式万向节（RF节）的特点是在传递转矩的过程中，主从动轴之间只能相对转动，不会产生轴向位移。球笼式等速万向节内的六个钢球全部传力，承载能力强，可在两轴最大交角为42°情况下传递转矩，其结构紧凑，拆装方便，得到广泛应用。
②伸缩型球笼式万向节（VL节）。其特点是在传递转矩的过程中，主从动轴之间不仅能相对转动，而且可以产生轴向位移。其构成如图3-105所示。
2）球叉式万向节。球叉式万向节的具体结构和传动原理如图3-106所示。
图3-105 伸缩型球笼式万向节结构示意图
图3-106 球叉式万向节结构及传动原理示意图
球叉式万向节其传动钢球中心位于两圆的交点上，亦即所有传动钢球都位于角平分面上，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°，一般应用于转向驱动桥中。
（4）挠性万向节 挠性万向节是由橡胶件将主从动轴叉交错连接而成，依靠橡胶件的弹性变形，能够实现转动轴线的小角度（3°～5°）偏转和微小轴向位移，吸收传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动，具有结构简单等优点。挠性万向节结构示意图如图3-107所示。
图3-107 挠性万向节结构示意图
3.1.6.2 传动轴与中间支承
1.传动轴的构成
花键轴、滑动叉、中间支承和万向节叉等共同组成了传动轴。它有壁厚均匀的轴管。（传动轴过长，易共振，将其分成两段并加中间支承），两端焊接的花键轴和万向节叉；滑动花键连接，以实现传动轴长度的变化。传动轴及传动轴中间支承结构组成图如图3-108所示。
轿车传动轴工作结构总成如图3-109所示。在有一定距离的两部件之间采用万向传动装置传递动力时，一般需要在万向节之间安装传动轴。若两部件之间的距离会发生变化，而万向节又没有伸缩功能时，则还要将传动轴做成两段，用滑动花键相连接。为减小传动轴花键连接部分的轴向滑动阻力和磨损，需加注润滑脂进行润滑，也可以对花键进行磷化处理或喷涂尼龙层，或是在花键槽内设置滚动元件。
图3-108 传动轴及传动轴中间支承结构组成图
图3-109 轿车传动轴工作总成结构构成示意图
2.中间支承
中间支承实际上是一个通过支承座和缓冲垫安装在车身（或车架）上的轴承，用来支承传动轴的一端。轴承可以移动，加上橡胶缓冲垫，可以补偿车身（或车架）变形和发动机振动对于传动轴位置的影响。传动轴及传动轴中间支承结构组成图如图3-108中的右图所示。
3.传动轴动平衡问题
传动轴在高速旋转时，任何质量的偏移都会导致剧烈振动。生产厂家在把传动轴与万向节组装后，都进行动平衡。经过动平衡的传动轴两端一般都点焊有平衡片，拆卸后重新装配时要注意保持二者的相对角位置不变。
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