传动轴总成
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第五節傳動軸總成
2-5-1、傳動軸的功能、種類、構造與工作原理
一、傳動軸(Propeller Shaft)的功能與作用原理:
無論引擎與驅動輪間的裝置方式如何,在引擎與驅動輪之間一定要有一條完整的傳動線,方可將引擎
的動力經由離合器、變速箱、傳動軸、最後傳動總成、
車軸而到車輪,使車輪轉動而帶動車輛之。
二、傳動軸的種類及構造與工作原理:
以目前使用最多的車輛作區分時,傳動軸有前置引擎後輪驅動型(簡稱FR 型)的傳動軸,其構造包括有滑動接頭、前萬向接頭叉(兩者用焊接方式連接)、前萬
向接頭、傳動軸及後萬向接頭叉及桿(與角尺齒輪相配
合),如圖2-77所示;及前置引擎前輪驅動型的驅動軸 (注意:此軸須負責傳動與轉向的任務,因此稱其為驅動軸不叫傳動軸),其構造包括有滑動接頭、等速萬向接頭、驅動軸和軸與球型接頭總成、防塵套等所組成如圖2-78所示。
無論是傳動軸亦或是驅動軸均須具平衡佳特性,且將其製成空心軸,其主要的特性是質量輕可提高臨界轉速,及同重量的軸空心軸比實心軸可傳遞較大的扭力。
圖2-77 FR型傳動軸的構造
圖2-78 FF型傳動軸的構造
2-5-2 萬向接頭的功能、種類、構造與工作原理
因引擎與變速箱用螺栓固定成一體;而前後軸均用懸吊彈簧連接於車架上。
所以引擎與車軸會因行駛於凸
凹或起伏不平的路面所造成的上下震幅之不同,使得傳
動線發生長度及角度上的變化。
故傳動線上一定要有滑
動接頭及萬向接頭的裝置,而滑動接頭於後介紹之。
一、萬向接頭(Universal Joint)的功能:
萬向接頭為一可以彎曲的接頭,它可用來調整因路面不平而造成車輛的震動使傳動軸的角度發生變化的構件,使傳動軸的傳輸始終維持在一定的角度,否則會因震動
而使臨界轉速(開始震動的最低轉速)降低。
二、萬向接頭的種類、構造與工作原理
萬向接頭分不等速萬向接頭及等速萬向接頭:
1、不等速萬向接頭
所謂不等速萬向接頭係指主動軸與被動軸間並不是在一直線上,而是形成一個角度,因此主動軸旋轉一轉,
被動軸僅有四點的速度與主動軸相同,如圖2-79所示。
因此在一傳動軸上必須使用兩個萬向接頭,方能使不等
速運動變成為等速運動,而且兩萬向接頭叉必須在一平
面上,如圖2-80。
圖2-79 十字軸型萬向接頭的傳動情形
圖2-80 萬向接頭之安裝
不等速萬向接頭有十字軸型(如圖2-81)、羽球型、球驅動型(如圖2-82)及彈性接頭式,其中使用最多的為十字軸型及羽球型。
圖2-79 十字軸型萬向接頭
圖2-82 球驅動型萬向接頭
2、等速萬向接頭
係指萬向接頭兩端之主動軸與被動軸即使不在一
直線上,種動軸與被動軸均能以同一角速率旋轉。
等速萬
向接頭有力士伯型、本的氏式型、拖曳(瑞克塔)型及雙
十字軸型,目前尚使用的為力士伯型及雙十字軸型兩種;
而力士伯型為FF型車輛使用最多,構造由外球座、內球座、球框、球框蓋、六個鋼珠及控制桿所組成,如圖2-83所示。
其作用係當主動軸與被動軸角度發生變化時,控制桿的設計,使球框蓋移動而推動六個鋼珠,六個鋼珠一直保持在
夾角之平分線而達等速運動,如圖2-84。
圖2-83力士伯型等速萬向接頭
圖2-84等速萬向接頭原理
雙十字軸型萬向接頭,等於將一根軸兩端裝十字軸之傳動軸縮短而成,如圖2-85所示。
圖2-85雙十字軸等速萬向接頭
2-5-3滑動接頭(Splinte d Joint)
的功能、構造與工作原理
一、滑動接頭的功能
因後軸殼與車架間是用懸吊彈簧相連接,所以行駛中的車輛會因路面起伏使傳動線造成震動而改變其長度,故變速箱主軸與傳動線的連接中會有滑動接頭。
如圖2-86所示。
圖2-86滑動接頭
二、滑動接頭的構造與工作原理
滑動接頭內側有槽齒與變速箱的輸出軸(主軸)槽齒相配合,可在主軸上左右移動,另一端則用電焊與前萬向接頭叉成固定連接,當車輪遇崎嶇不平路面發生震動時,傳動軸的長度及角度發生變化,此時滑動接頭作用,使傳動軸得以伸縮,而自動調整傳動軸的驅動角度,使車輛行駛平穩。
※註:減少傳動軸震動的方法有:(1)質量輕、平衡佳,可提高臨界轉速、(2) 前後萬向接頭叉必須在一平面上、
(3)前後萬向接頭之交角不宜超過12~18度、(4)對於
較長的傳動軸,加裝中間軸承、(5)柴油車於前軛上
加裝調震吸收器、(6)在傳動軸內部加裝內部震動吸
收器。
習題2-5
1.試述減少傳動軸震動之方法。
2. F-R型車輛,傳動線動力之傳輸順序應為何?
3. F-F型車輛,傳動線動力之傳輸順序應為何?
4.傳動線中的滑動接頭與萬向接頭功用為何?。