等速传动轴的建模与仿真分析(2)
4.3.1 力约束关系 20
4.3.2 动力学模型 20
4.4 VL等速万向节动力学模型的建立 . 23
4.4.1 力约束关系 23
4.4.2 动力学模型 23
4.5 等速万向节的接触碰撞检测 .. 25
4.6 本章小结 .. 26
5 等速传动轴仿真结果分析 ... 27
5.1 BJ 等速万向节仿真数据分析 .. 27
5.1.1 仿真动画显示 27
5.1.2 等速性分析 27
5.1.3 滚道压力分析 28
5.2 VL等速万向节仿真数据分析 . 29
5.2.1 仿真动画显示 29
5.2.2 等速性分析 30
5.2.3 滚道压力分析 30
5.3 本章小结 .. 31
6 总结与展望 ... 32
6.1 全文总结 .. 32
6.2 今后工作展望 .. 32
致谢 . 33
参考文献 . 34
附录A . 35
1 绪论
1.1 汽车等速万向节传动轴简介
随着汽车产业的发展，以及用户对汽车性能的更高追求，要求汽车有更好的
动力性、操纵性及舒适性，促使了 FF 及 4WD 型汽车的出现。其前轮必须具有
转向和驱动两种功能：作为转向轮，要求车轮能在一定的转角范围内偏转任意角
度；作为驱动轮，则要求半轴在车轮偏转过程中以相同的角速度不断地把动力从
主减速器传到车轮。在这样两个轴线不重合，且位置还经常变化的两轴间传递动
力的机构就是等速万向节。转向驱动桥半轴不能制成整体而要分段，在车轮和半
轴间用等速万向节将两者联接起来[1]。
BJ（球笼式）等速万向节和VL（交叉滚道式）等速万向节传动轴总成结构
如图1.1[2]
所示。 1-防抱死制动系统环 2-BJ 外座圈滚道 3-BJ 球笼 4-BJ 内座圈滚道 5-滚珠 6-弹性挡圈
7-保护罩固定卡箍 8-半轴外侧保护罩 9-保护罩固定卡箍 10-半轴杆 11-保护罩固定卡箍
12-半轴内侧保护罩 13-保护罩固定卡箍 14-盖 15-锁紧环 16-VL 内座圈滚道 17-滚珠
18-VL球笼 19-O 形圈 20-VL外座圈滚道 21-防尘罩 22-连环 在现代汽车上，等速万向节传动装置是由等速万向节、传动轴、和支承组成，
等速万向节把两轴连接起来，并使两轴以相同的角速度传递运动[3]。
等速万向节按工作运动情况可分为固定型等速万向节和可伸缩型等速万向
节：固定型等速万向节包括曲线槽球叉式、球笼式、三销式，其允许的两轴间相
对转角较大，可达 30° ~50° ，但主、从动轴间没有轴向移动；可伸缩型等速万向
节包括直槽球叉式、带定心机构的双联式等，其工作特点是两轴之间有相对轴向
移动，但允许的两轴间的相对转角不能太大，一般不超过20° [4]。
等速传动轴总成一般采用固定型等速万向节+半轴+可伸缩型等速万向节的
组合形式，这种配合方式一方面用来解决运动上的问题，同时也用来降低噪音、
振动和减少滑动阻力[2]。本文所研究的等速传动轴总成包含 BJ 等速万向节和 VL
等速万向节。
1.2 等速万向节的国内外发展现状
上个世纪二十年代，欧美一些汽车工业发达的国家率先在四轮驱动车上使用
了双万向节，随后凸轮式万向节、韦斯万向节又被开发出来，作为早期的等速万
向节，由于其效率低下、体积较大、轴间夹角小等缺点，在现代汽车传动轴上几
乎已经看不见踪影了。三十年代澳大利亚人 Alfred Rzeppa发明了有优尔个钢球的