典型的十字軸萬向節(jié)主要由主動叉、從動叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。
目前常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式(圖4—1a、b)、卡環(huán)式(圖4—1c、d)、瓦蓋固定式(圖4—1e)和塑料環(huán)定位式(圖4—1f)等。
蓋板式軸承軸向定位方式的一般結(jié)構(gòu)(圖4—1a)是用螺栓1和蓋板3將套筒5固定在萬向節(jié)叉4上,并用鎖片2將螺栓鎖緊。它工作可靠、拆裝方便,但零件數(shù)目較多。有時將彈性蓋板6點焊于軸承座7底部(圖4—1b),裝配后,彈性蓋板對軸承座底部有一定的預(yù)壓力,以免高速轉(zhuǎn)動時由于離心力作用,在十字軸端面與軸承座底之間出現(xiàn)間隙而引起十字軸軸向竄動,從而避免了由于這種竄動造成的傳動軸動平衡狀態(tài)的破壞??ōh(huán)式可分為外卡 式(圖4—1c)和內(nèi)卡式(圖4—1d)兩種。它們具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點。瓦蓋固定式結(jié)構(gòu)(圖4—1e)中的萬向節(jié)叉與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個整 體,而是分成兩半用螺釘聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點,但加工工藝較復(fù)雜。塑料環(huán)定位結(jié)構(gòu)(圖4—1f)是在軸承碗外圓和萬向節(jié)叉的軸承孔中部開一環(huán)形槽,當滾針軸承動配合裝入萬向節(jié)叉到正確位置時,將塑料經(jīng)萬向節(jié)叉上的小孔壓注到環(huán)槽中,待萬向節(jié)叉上另一與環(huán)槽垂直的小孔有塑料溢出時,表明塑料已充滿環(huán)槽。這種結(jié)構(gòu)軸向定位可靠,十字軸軸向竄動小,但拆裝不方便。為了防止十字軸軸向竄動和發(fā)熱,保證在任何工況下十字軸的端隙始終為零,有的結(jié)構(gòu)在十字軸軸端與軸承碗之間加裝端面止推滾針或滾柱軸承。
滾針軸承的潤滑和密封好壞直接影響著十字軸萬向節(jié)的使用壽命。毛氈油封由于漏油多,防塵、防水效果差,在加注潤滑油時,在個別滾針軸承中可能出現(xiàn)空氣阻塞而造成缺油,已不能滿足越來越高的使用要求。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的雙刃口復(fù)合油封(圖4—2a),其中反裝的單刃口橡膠油封用作徑向密封,另一雙刃口橡膠油封用作端面密封。當向十字軸內(nèi)腔注入潤滑油時,陳油、磨損產(chǎn)物及多余的潤滑油便從橡膠油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出,不需安裝安全閥,防塵、防水效果良好。在灰塵較多的條件下使用時,萬向節(jié)壽命可顯著提高。圖4—2b為一轎車上采用的多刃口油封,安裝在無潤滑油流通系統(tǒng)且一次潤滑的萬向節(jié)上。
十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單,強度高,耐久性好,傳動效率高,生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過大,當夾角由4°增至16°時,十字軸萬向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來的1/4。