萬向節(jié)起什么作用？

所謂萬向節(jié)，指的是利用球型連接實(shí)現(xiàn)不同軸的動(dòng)力傳送的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
萬向節(jié)，是汽車上有一個(gè)很重要的部件。
萬向節(jié)與傳動(dòng)軸組合，稱為萬向節(jié)傳動(dòng)裝置。在前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的車輛上，萬向節(jié)傳動(dòng)裝置安裝在變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋主減速器輸入軸之間；而前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的車輛省略了傳動(dòng)軸，萬向節(jié)安裝在既負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)又負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的前橋半軸與車輪之間。
萬向節(jié)配合 (Universal Joint Mate)
在萬向節(jié)配合中，一個(gè)零部件（輸出軸）繞自身軸的旋轉(zhuǎn)是由另一個(gè)零部件（輸入軸）繞其軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的。
萬向節(jié)即萬向接頭，英文名稱universal joint，是實(shí)現(xiàn)變角度動(dòng)力傳遞的機(jī)件，用于需要改變傳動(dòng)軸線方向的位置，它是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的萬向傳動(dòng)裝置的 “關(guān)節(jié)”部件。萬向節(jié)與傳動(dòng)軸組合，稱為萬向節(jié)傳動(dòng)裝置。
萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)和作用有點(diǎn)象人體四肢上的關(guān)節(jié)，它允許被連接的零件之間的夾角在一定范圍內(nèi)變化。為滿足動(dòng)力傳遞、適應(yīng)轉(zhuǎn)向和汽車運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的上下跳動(dòng)所造成的角度變化，前驅(qū)動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)橋，半軸與輪軸之間常用萬向節(jié)相連。但由于受軸向尺寸的限制，要求偏角又比較大，單個(gè)的萬向節(jié)不能使輸出軸與軸入軸的瞬時(shí)角速度相等，容易造成振動(dòng)，加劇機(jī)件的損壞，產(chǎn)生很大的噪音，所以廣泛采用各式各樣的等速萬向節(jié)。在前驅(qū)動(dòng)汽車上，每個(gè)半軸用兩個(gè)等速萬向節(jié)，靠近變速驅(qū)動(dòng)橋的萬向節(jié)是半軸內(nèi)側(cè)萬向節(jié)，靠近車軸的是半軸外側(cè)萬向節(jié)。在后驅(qū)動(dòng)汽車上，發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器與變速器作為一個(gè)整體安裝在車架上，而驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸掛與車架連接，兩者之間有一個(gè)距離，需要進(jìn)行連接。汽車運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動(dòng)，負(fù)荷變化或者兩個(gè)總成安裝的位差等，都會(huì)使得變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，因此在后驅(qū)動(dòng)汽車的萬向節(jié)傳動(dòng)形式都采用雙萬向節(jié)，就是傳動(dòng)軸兩端各有一個(gè)萬向節(jié)，其作用是使傳動(dòng)軸兩端的夾角相等，保證輸出軸與軸入軸的瞬時(shí)角速度始終相等。
等速萬向節(jié)的英文名稱是constant velocity universal joint，我想這不多不少會(huì)是大家將CVD和萬向節(jié)相混淆的原因吧。
（1）萬向節(jié)的分類
按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（常用的為十字軸式）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)）三種。
（2）不等速萬向節(jié)
十字軸式剛性萬向節(jié)為汽車上廣泛使用的不等速萬向節(jié)，允許相鄰兩軸的最大交角為15゜～20゜。下圖所示的十字軸式萬向節(jié)由一個(gè)十字軸，兩個(gè)萬向節(jié)叉和四個(gè)滾針軸承等組成。兩萬向節(jié)叉1和3上的孔分別套在十字軸2的兩對(duì)軸頸上。這樣當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸既可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，又可繞十字軸中心在任意方向擺動(dòng)，這樣就適應(yīng)了夾角和距離同時(shí)變化的需要。在十字軸軸頸和萬向節(jié)叉孔間裝有滾針軸承5，滾針軸承外圈靠卡環(huán)軸向定位。為了潤(rùn)滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。潤(rùn)滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。
十字軸式剛性萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)由變速器的輸出軸到驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸的等角速傳動(dòng)：
1）傳動(dòng)軸兩端萬向節(jié)叉處于同一平面內(nèi)；
2）第一萬向節(jié)兩軸間夾角α1與第二萬向節(jié)兩軸間夾角α2相等。
因?yàn)樵谛旭倳r(shí)，驅(qū)動(dòng)橋要相對(duì)于變速器跳動(dòng)，不可能在任何時(shí)候都有α1＝α2，實(shí)際上只能做到變速器到驅(qū)動(dòng)橋的近似等速傳動(dòng)。
在以上傳動(dòng)裝置中，軸間交角α越大，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)越不均勻，產(chǎn)生的附加交變載荷也越大，對(duì)機(jī)件使用壽命越不利，還會(huì)降低傳動(dòng)效率，所以在總體布置上應(yīng)盡量減小這些軸間交角。
（3）準(zhǔn)等速萬向節(jié)
常見的準(zhǔn)等速萬向節(jié)有雙聯(lián)式和三銷軸式兩種，它們的工作原理與雙十字軸式萬向節(jié)實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)的原理是一樣的。
雙聯(lián)式萬向節(jié)實(shí)際上是一套將傳動(dòng)軸長(zhǎng)度減縮至最小的雙十字軸式萬向節(jié)等速傳動(dòng)裝置，雙聯(lián)叉相當(dāng)于傳動(dòng)軸及兩端處在同一平面上的萬向節(jié)叉。在當(dāng)輸出軸與輸入軸的交角較小時(shí)，處在圓弧上的兩軸軸線交點(diǎn)離上述中垂線很近，使得α1與α2 的差很小，能使兩軸角速度接近相等，所以稱雙聯(lián)式萬向節(jié)為準(zhǔn)等速萬向節(jié)。
（4）等速萬向節(jié)
目前轎車上常用的等速萬向節(jié)為球籠式萬向節(jié)，也有采用球叉式萬向節(jié)或自由三樞軸萬向節(jié)的。