等速萬(wàn)向節(jié)的作用是將軸間有夾角或相互位置有變化的兩轉(zhuǎn)軸連接起來,并使兩軸以相同的角速度傳遞動(dòng)力,它可以克服普通十字軸式萬(wàn)向節(jié)存在的不等速性問題,特別適合于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的使用。
轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中,前輪既是驅(qū)動(dòng)輪,又是轉(zhuǎn)向輪,轉(zhuǎn)向時(shí)偏轉(zhuǎn)角度很大,最大可達(dá)40°以上,這時(shí)就不能采用傳統(tǒng)的、偏轉(zhuǎn)角度很小的普通萬(wàn)向節(jié)了。普通萬(wàn)向節(jié)在偏轉(zhuǎn)角較大時(shí),轉(zhuǎn)速和扭矩會(huì)有很大的波動(dòng),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力很難平穩(wěn)可靠地傳輸給車輪,同時(shí)也會(huì)造成汽車的振動(dòng)、沖擊和噪聲。因此,必須采用偏轉(zhuǎn)角度大、動(dòng)力傳輸平穩(wěn)、角速度均勻的等速萬(wàn)向節(jié)才能滿足要求。
目前廣泛采用的等速萬(wàn)向節(jié)主要有球叉式萬(wàn)向節(jié)和球籠式萬(wàn)向節(jié),其中球叉式萬(wàn)向節(jié)按照鋼球滾道形狀的不同,球叉式萬(wàn)向節(jié)可分為圓弧滾道型和直槽滾道型兩種;按照萬(wàn)向節(jié)軸向能否運(yùn)動(dòng),球籠式萬(wàn)向節(jié)分為固定型球籠式萬(wàn)向節(jié)(RF節(jié))和伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)(VL節(jié))。
在機(jī)械傳動(dòng)中,解決有軸間夾角的等速動(dòng)力傳遞,典型的例子是錐齒輪傳動(dòng)。如下圖所示,一對(duì)大小相同的錐齒輪傳動(dòng),兩齒輪軸線夾角為a,兩齒輪的嚙合點(diǎn)P位于交角的平分面上,由P點(diǎn)分別到兩軸的垂直距離都等于r。在P點(diǎn)處兩齒輪的圓周速度是相等的,因而兩個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)的角速度也相等。從這個(gè)原理出發(fā),若萬(wàn)向節(jié)的傳力點(diǎn)在其夾角變化時(shí)始終位于角平分面內(nèi),則可使兩萬(wàn)向節(jié)叉保持等角速傳動(dòng)的關(guān)系。
等速萬(wàn)向節(jié)的基本原理就是從結(jié)構(gòu)上保證萬(wàn)向節(jié)在工作過程中,其傳力點(diǎn)始終位于主從動(dòng)軸夾角的平分面上。