1.准等速万向节

准等速万向节是根据上述双万向节实现等速传动的原理而设计成的。常见的有双联式和三销轴式万向节。

双联式万向节实际上是一套传动轴长度缩减至最小的双万向节等速传动装置。图5-13中的双联叉3相当于两个在同一平面上的万向节叉。欲使轴1和轴2的角速度相等，应保证α₁=α₂，为此在双联式万向节的结构中，装有分度机构，以尽量保证双联叉的对称线平分所连两轴的夹角。

图5-14为双联式万向节的结构实例。在万向节叉6的内端有球头，与球碗9的内圆面配合，球碗座2则镶嵌在万向节叉1内端。球头与球碗的中心与两十字轴中心的连线中点重合。当万向节叉6相对万向节叉1在一定角度范围内摆动时，双联叉5也被带动偏转相应角度，使两十字轴中心连线与两万向节叉1和6的轴线的交角（即图5-13中的α₁和α₂）差值很小，从而保证两轴角速度接近相等，其差值在容许范围内，故双联式万向节具有准等速性。

图5-13 双联式万向节示意图

1、2—轴 3—双联叉

图5-14 双联式万向节

1、6—万向节叉 2—球碗座 3—衬套 4—防护圈 5—双联叉 7—油封 8、10—垫圈 9—球碗 11—弹簧

2.等速万向节

等速万向节的基本原理是从结构上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。图5-15为一对大小相同的锥齿轮传动示意图。两齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角α的平分面上，由P点到两轴的垂直距离都等于r。在P点处两齿轮的圆周速度是相等的，因而两个齿轮旋转的角速度也相等。与此相似，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。

目前采用较广泛的球叉式万向节和球笼式万向节均根据这一原理制成。

图5-15 等速万向节的工作原理

球叉式万向节的构造如图5-16所示。主动叉5与从动叉1分别与内、外半轴制成一体。在主、从动叉上，各有4个曲面凹槽，装合后，形成两个相交的环形槽，作为钢球滚道。4个传动钢球4放在槽中，钢球6放在两叉中心的凹槽内，以定中心。

图5-16 球叉式万向节

1—从动叉 2—锁止销 3—定位销 4—传动钢球 5—主动叉 6—定心钢球

为顺利地将钢球装入槽内，在定心钢球6上铣出一个凹面，凹面中央有一深孔。装合时，先将定位销3装入从动叉内，放入定心钢球，然后在两球叉槽中陆续装入三个传动钢球，再将定心钢球的凹面对向未放钢球一侧，以便装入第四个传动钢球，而后再将定心钢球6的孔对准从动叉孔，提起从动叉轴使定位销3插入球孔中，最后将锁止销2插入从动叉上与定位销垂直的孔中，以限制定位销轴向移动，保证定心钢球的正确位置。

球叉式万向节的等角速传动原理可按图5-17来说明：主动叉和从动叉凹槽的中心线是以O₁、O₂为圆心的两个半径相等的圆，而圆心O₁、O₂与万向节中心O的距离相等。因此，在主动轴和从动轴以任何角度相交的情况下，传动钢球中心始终位于两圆的交点上，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，两轴间允许最大交角为32°～33°。一般应用于转向驱动桥的转向节处。

球叉式万向节工作时，只有两个钢球传力，反转时，则由另两个钢球传力。因此钢球与曲面凹槽之间的单位压力较大，容易磨损，影响使用寿命。

近些年，有些球叉式万向节中省去了定位销和锁止销，定心钢球上也没有凹面，靠压力装配。这样，结构更为简单，但拆装较困难。

上述球叉式万向节的滚道为圆弧槽形滚道。还有一种球叉式万向节的滚道是直槽形的，如图5-18所示。两球叉上的直槽与轴的中心线倾斜的角度相同，而且彼此对称。在两球叉的滚道中装有4个传力钢球。由于两球叉上的滚道处于对称位置，从而保证了4个钢球的中心处于两轴夹角的平分面上。这种万向节的特点是加工比较容易，其两轴间的允许夹角不超过20°，且轴向允许有一定的滑动量，故可用在断开式驱动桥靠近主减速器处（内侧），用它可补偿半轴摆动时长度的变化，从而省去了滑动花键。

2.球笼式万向节

球笼式万向节按主、从动叉在传递转矩过程中轴向是否产生位移分为：固定型球笼式万向节（RF节）和伸缩型球笼式万向节（VL节）。

图5-17 球叉式万向节等角速传动原理

图5-18 滚道为直槽形的球叉式万向节

（1）固定型球笼式万向节（RF节） 固定型球笼式万向节（RF节）的结构见图5-19。星形套7以内花键与主动轴1相连，其外表面有6条凹槽，形成内滚道。球形壳8的内表面有相应的6条凹槽，形成外滚道，6个钢球6分别装在各条凹槽中，并由保持架4使之保持在一个平面内。动力由主动轴1经钢球6，球形壳8输出。

图5-19 固定型球笼式等速万向节（RF节）

1—主动轴 2、5—钢带箍 3—外罩 4—保持架（球笼） 6—钢球 7—星形套（内滚道） 8—球形壳（外滚道） 9—卡环(www.daowen.com)

固定型球笼式万向节（RF节）的等角速传动原理，见图5-20。外滚道的中心A与内滚道的中心B分别位于万向节中心O的两边，且与O等距离。钢球中心C到A、B两点的距离也相等。保持架的内外球面、星形套的外球面和球形壳的内球面均以万向节中心O为球心。故当两轴交角变化时，保持架可沿内外球面滑动、以保持钢球在一定位置。

由图5-20可见，由于OA=OB，CA=CB，CO是共边，则两个三角形△COA与△COB全等。故∠COA=∠COB，即两轴相交任意交角α时，传力的钢球C都位于交角平分面上。此时钢球中心到主、从动轴轴线的距离a和b相等，从而保证了从动轴与主动轴以相等的角速度旋转。

固定型球笼式等速万向节（RF节）两轴允许交角范围较大（45°～50°），例如奥迪、捷达、红旗CA7220型等轿车采用的RF节的两轴交角最大可达47°，且在工作时，无论传动方向如何，6个钢球全部传力。与球叉式万向节相比，其承载能力强、结构紧凑、拆装方便，因此应用越来越广泛。目前国内外大多数轿车的前转向驱动桥在转向节处均采用这种固定型球笼式等速万向节（RF节）。

图5-20 固定型球笼式万向节等角速传动原理

（图注同图5-19）O—万向节中心 A—外滚道中心 B—内滚道中心 C—钢球中心 α—两轴交角（指钝角）

图5-21 伸缩型球笼式万向节（VL节）

1—主动轴 2—星形套（内滚道） 3—保持架（球笼） 4—筒形壳（外滚道） 5—钢球

（2）伸缩型球笼式万向节（VL节） 伸缩型球笼式万向节（VL节）的结构，如图5-21所示。伸缩型球笼式万向节（VL节）的内外滚道是圆筒形的，在传递转矩过程中，星形套2与筒形壳4可以沿轴向相对移动，故可省去其他万向传动装置中必须有的滑动花键。这不仅使结构简化，而且由于星形套2与筒形壳4之间的轴向相对移动是通过钢球5沿内外滚道滚动来实现的，与滑动花键相比，其阻力小，最适用于断开式驱动桥。VL节两轴交角范围约20°～25°，较十字轴刚性万向节相邻两轴的交角范围大，但小于球叉式和RF节。捷达王都市先锋轿车的VL节两轴交角为21°，轴向滑动量为±19mm。

这种万向节的保持架的内球面中心B与外球面中心A位于万向节中心O的两边，且与O等距离。钢球中心C到A、B距离相等，以保证万向节作等角速传动。

VL节在前置前驱动且采用独立悬架的轿车的转向驱动桥中均布置在靠主减速器侧（内侧），而轴向不能伸缩的固定型球笼式万向节（RF节），则布置在靠近车轮处（外侧），如图5-22所示。上海桑塔纳、天津夏利、二汽一大众捷达、宝来、奥迪及红旗CA7220型等轿车皆为这种布置形式，如图5-23所示为速腾带等速万向节VL90和VL100的万向传动轴。图5-24所示为迈腾带等速万向节VL107（VL3700LP）的万向传动轴（拧入式）。

3.三枢轴—球面滚轮式等速万向节

三枢轴—球面滚轮式等速万向节的结构如图5-25所示。与输入轴9制成一体的三个枢轴10上松套着外表面为球面的球面滚轮7。三个枢轴位于同一平面内，且互成120°角，它们的轴线相交于输入轴上的一点，并且垂直于输入轴。与输出轴制成一体的外表面为圆柱形的叉形元件5上加工出3条等距离的轴向槽形轨道11。槽形轨道平行于输出轴，3个球面滚轮分别装入3个槽形轨道中。3个球面滚轮可沿槽形轨道滑动。

图5-22 RF节与VL节在转向驱动桥中的布置

1—固定型球笼式万向节（RF节） 2、4—防尘罩 3—传动轴（半轴） 5—伸缩型球笼式万向节（VL节）

图5-23 速腾带等速万向节VL90和VL100的万向传动轴

1—外侧等速万向节 2—六角螺栓 3—右万向传动轴 4、6、11—卡箍 5—万向节保护套7—碟形弹簧 8—止推环 9、15—卡环 10—等速万向节的万向节保护套 12—左万向传动轴 13—垫板 14—圆头内梅花螺栓 16—密封条 17—内侧等速万向节 18—碟形弹簧

图5-24 迈腾带等速万向节VL107（VL3700LP）的万向传动轴（拧入式）

1—外侧等速万向节 2—螺栓 3、16—卡环 4、6、8、11—卡箍 5—外等速万向节保护套 7—左侧传动轴 9—内等速万向节保护套 10—右侧传动轴 12—圆头内梅花螺栓 13—垫板 14、17—盖板 15—内侧等速万向节

图5-25 三枢轴—球面滚轮式等速万向节

a）零件的分解图 b）主、从动轴的装配图

1—锁定三角架 2—橡胶紧固件 3—保护罩 4—保护罩卡箍 5—叉形元件 6—止推块 7—球面滚轮 8—外座圈 9—输入轴 10—枢轴 11—轴向槽形轨道

当输出轴与输入轴交角为0°时，因三枢轴的自动定心作用，能使两轴轴线重合；当输出轴与输入轴有交角时，由于球面滚轮既可沿枢轴轴线移动，又可沿槽形轨道滑动。这样就可以保证球面滚轮的传力点始终位于两轴交角的平分面上。因此，该万向节是等速传动。

图5-26 速腾三销式万向AAR2600i的万向传动轴

1—外侧等速万向节 2—六角螺栓 3—右万向传动轴 4—左万向传动轴 5、7、11、13—卡箍 6—等速万向节的万向节保护套 8—碟形弹簧 9—止推环 10、14、16—卡环 12—三销式万向节的万向节保护套 15—外滚道 17—带三个滚轮的万向节

三枢轴—球面滚轮式万向节有两种结构形式：固定型万向节（Glaenzer Exterior，简称GE）和伸缩型万向节（Glaenzer Intertor，简称GI）。这两种万向节仅在结构细节上有所区别。例如在GE型万向节中有止动夹和旋钮来限止伸缩量，而在GI型万向节中的球面滚轮中有滚子轴承。

GI型三枢轴—球面滚轮式等速万向节的夹角一般为25°，伸缩量为约40～60mm，图5-26所示为速腾三销式万向AAR2600i的万向传动轴。