各類型萬向節(jié)結(jié)構(gòu)和工作原理
萬向節(jié)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。
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。
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)，允許相鄰兩軸的特大交角為15゜～20゜。圖D－C4－2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)。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。為了潤滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。
圖D－C4－2 十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)（12-2） 1- 套筒；2-十字軸；3-傳動(dòng)軸叉；4-卡環(huán)；5-軸承外圈；6-套筒叉 十字軸式剛性萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單，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)。
設(shè)主動(dòng)叉由圖D－C4－1(a)所示初始位置轉(zhuǎn)過φ1角，從動(dòng)叉相應(yīng)轉(zhuǎn)過φ2角，由機(jī)械原 理分析可以得出如下關(guān)系式：
tgφ1=tgφ2·cosα
單個(gè)十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性，將使從動(dòng)軸及與其相連的傳動(dòng)部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，從 而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響零部件使用壽命。
既然十字軸式萬向節(jié)可以將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榉莿蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，那么它就有可能將某種非勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 還原為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。例如在變速器的輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸之間，采用如圖D－C4－5(缺） 所示的兩個(gè)十字軸萬向節(jié)和一根傳動(dòng)軸傳動(dòng)，就有可能實(shí)現(xiàn)這種傳動(dòng)。
D－C4－5 設(shè)變速器的輸出軸由圖D－C4－5所示初始位置轉(zhuǎn)過ψ1角，傳動(dòng)軸相應(yīng)轉(zhuǎn)過ψ2角，驅(qū)動(dòng) 橋的輸入軸相應(yīng)轉(zhuǎn)過ψ4角，則有以下關(guān)系：
tgψ1=tgψ2·cosα1 tgψ4=tgψ2·cosα2 若有α1＝α2，則有ψ4＝ψ1 也就是當(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1到驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸4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）初個(gè)萬向節(jié)兩軸間夾角α1與次個(gè)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。
等角速萬向節(jié)工作原理
 在有些場合下，無法布置開兩個(gè)十字軸式萬向節(jié)和一根傳動(dòng)軸，這就需要能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)等角 速傳動(dòng)的萬向節(jié)。能實(shí)現(xiàn)等角速傳動(dòng)萬向節(jié)的工作原理基本上分為以下兩種：
（1）兩個(gè)十字軸式萬向節(jié)和一根傳動(dòng)軸等角速傳動(dòng)原理. 將這種等角速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)軸縮至特短，雙聯(lián)式（以及三銷式，凸塊式）等角速萬向 節(jié)就屬于這一種。
（2）錐齒輪傳動(dòng)原理 兩個(gè)同樣的錐齒輪相互嚙合傳動(dòng)（見圖D－C4－6）(缺)汽車構(gòu)造p269 3-69，從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速必然是相同的。這樣的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從原理上也可以這樣描述：當(dāng)萬向節(jié)主動(dòng) 軸與從動(dòng)軸之間傳力點(diǎn)一直處于主動(dòng)軸軸線和從動(dòng)軸軸線夾角平分線上（或者說傳力點(diǎn)距這兩軸線的距離相等）時(shí)，必然能實(shí)現(xiàn)等角速傳動(dòng)。