汽车球笼式等速万向节及其总成课件资料.docx

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汽车球笼式等速万向节及其总成课件资料

汽车球笼式等速万向节及其总成

等速驱动轴  2008-07-2709:

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一，概况

球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。

其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。

1．分类

等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。

等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。

等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。

2．结构型式

中心固定型等速万向节（见图1a）分：

BJ型（图1b）--球道与钢球的接触形状呈90度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及GE型（图2）。

伸缩型等速万向节分：

DOJ型（图3）--钢球；TJ型（图4）--三球销；及VL型（图5）和GI型（图6）。

3．安装部分的形式和形状

末端封密型（图7），轴套型（图8），法兰型（图9），轮盘型（10）。

4．等速万向节转动轴总成结构分：

前轮驱动总成

BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11）；BJ型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）；BJ型+TJ型或RF型+TJ型的组合（图13）。

后轮驱动总成

BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图15）；BJ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16）；VL型+VL型的组合（图17）；TJ型+TJ型的组合（图18）。

5．技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T10189-2000标准。

二,BJ（RF）型球笼万向节的制造

BJ（RF）型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（内轮），保持架，钢球四个零件组成。

其中所用钢球,外轮、内轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。

在加工BJ（RF）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：

一是必须严格控制外轮和内轮三对球道两钢球距离的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和内轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮内球面中心高与球道中心高和内轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮内球面和六条球道的同轴度，内轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和内轮内花键与芯轴的配合要求。

上述一、二、三、四点是为了保证球笼万向节组装后旋转灵活，无松动，无异常声响；五是为了保证与整车的装配。

以下分别对外轮，内轮，保持架的生产流程、加工过程中的质量监控以及必需注意的事项逐一于以阐述。

外轮加工流程:

锻件（坯料）→粗车→精车→铣球道→花键螺杆→热处理→磨外圆→磨球道→磨内球

㈠锻坯：

   对外购坯料在入库前须进行抽检,检查重点：

型号规格是否符合,外表有无缺料、裂痕、夹灰等不良现象。

编写验收报告备案。

㈡粗车：

①   C618车床（或其他普通车床,仪表车床）三爪（或弹簧夹具等）夹坯料小端柄部，粗

车大端面，保证外轮内孔深度，粗车大端外圆（车出外圆2/3以上即可）,端口内、外倒角。

②   C618车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，车小端柄部端面，保证外轮总

长度和端面粗糙度▽3.2；钻中心孔，保证每批次孔径一致。

③   CK400数控车床三爪（或气动夹具等）夹外轮大端外圆，以基准面定位，粗车内

孔、端口内、外倒角，保证内孔深度。

④   CK400数控车床三爪（或气动夹）内撑外轮大端内孔，尾架活顶针顶小端中心孔，

粗车螺杆、花键、大端长度和外形，保证各部位精车加工余量。

巡检要求：

定时检查外轮总长度，大端长度，中心孔，内孔深度。

台检要求：

按巡检内容每班次抽检5%，填写记录和标签，送到指定库位。

   如某项指标不合格，单项按比例10%抽检直至全检，不合格品另类堆放，不

得流入下道工序，并如实上报，由车间主管查明原因，提出改进措施报告技术部

确定处理方案。

    库房要做好中心孔及端面部位的防锈处理。

㈢精车：

 WT603数控车床三爪撑外轮大端内孔加尾架顶针精车外形，保证螺杆直径、花键

直径、油封直径、大外圆直径及长度，要求外表光滑、刀纹清晰，工件轻放、不能碰撞，保证外形完美无损。

定量间隔检查基准面至内球中心高尺寸。

首   检：

按图纸要求对各部位尺寸进行确认，特别是对螺栓，外花键素材的确定。

巡检要求：

每1小时检查螺杆、花键、油封与基准大外圆直径，大端高基准面至内

球中心高一次。

台检要求：

单件检查螺杆、花键、油封与基准圆直径，抽检大端高度、基准

面至内球中心高5%。

如某项指标不合格，单项按比例10%抽检直至全检，不合格品另类堆放，不得流入下道工序，并如实上报，由车间主管查明原因，提出改进措施报告技术部确定处理方案。

每天做好防锈处理。

 CK400数控车床三爪夹外轮大端，并以油封端为基准面定位，加工内球面与内

孔口径，内孔端口倒角及其角度，外圆倒角和防尘套凸缘外径。

保证内孔深度、保证基准面至内球面中心高、内球面曲率、内倒角角度和内球面精磨余量。

首   检：

按图纸要求确认。

巡检要求：

每小时抽检内球直径、球面曲率，内球中心高和精磨加工余量。

台检要求：

抽检3%。

㈣粗铣球道和倒角：

WT1210数控铣床：

调整外圆夹具和中心高垫，调整铣刀规格。

保证球道中心高与倒角中心偏差，对称球道两钢球距，球道倒角尺寸。

首   检：

按粗铣加工图确认。

巡检要求：

每一小时检查一次。

台检要求：

抽查1%。

㈤精铣球道：

WT1210A数控铣床：

调整外圆和中心高垫，调整铣刀规格。

保证球道中心高和对称球道两钢球距，保证六球道的同心度，

首   检：

按精铣加工图确认，重点保证球道中心高和精磨余量。

巡检要求：

每一小时检查一次。

台检要求：

抽查2%；

㈥搓丝、齿：

WT1225机床：

加工外轮外螺纹，渐开线外花键。

首   检：

按图纸要求，螺丝用螺纹规检定，花键以测定跨棒距及大、小径

为准，并以花键止同规或和轮鼓内花键配合确定。

巡检要求：

每间隔20件抽查一次。

严防批量报废！

台检要求：

对螺纹外径，花键大径、小径及跨棒距抽查3%。

用螺纹规，花

键规全检。

如某项指标不合格，单项按比例10%抽检直至全检，不合格品另类堆放，不

得流入下道工序，并如实上报，由车间主管查明原因，提出改进措施报告技术部确定处理方案。

㈦钻孔、铣键槽（选项）：

   台钻：

按图纸要求用专用工装在螺栓部位钻止退十字孔；

   立铣床：

按图纸要求用专用工装铣弧形键槽。

   孔边或槽边不允许有翻边，毛刺。

首   检：

按图纸要求确定。

巡检要求：

每间隔20件抽查一次。

台检要求：

抽检10%。

㈧热处理：

中频感应淬火：

外轮外花键，外轮内球面和六球道，保证硬度、硬层深度和变形量，不允许有裂痕！

检验要求：

按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档备查。

每批次必须单件探伤。

《根据客户要求，增加发兰或彩漆工艺》

㈨外圆磨：

   M2110外圆磨床：

以47°锥拄撑外轮内倒角，尾架顶中心孔，精磨油封（轴承）

挡（油封端面），及基准外圆直径（热处理后无变形可省略加工）。

首   检：

按图纸要求确认。

巡检要求：

每间隔半小时检查一次。

台检要求：

抽查10%。

㈩精磨球道：

   WT950数控磨床：

调整外轮外圆夹具、球道中心高垫和指形砂轮规格，保证

球道中心高、三对球道两钢球距和球道截面形状符合技术要求。

首   检：

按技术要求对球道中心高，三对球道两钢球距，球道截面形状，六球道同心度，六等分度和球面粗糙度确认。

巡检要求：

每间隔20件抽查一次。

严防出现批量废、次品！

台检要求：

对球道中心高、球道截面形状、六球道同心度与六等分度抽检3%；全检

三对两钢球距，并按（在加工公差要求内）球距大小分类放置，便于装配。

球道截面形状检查方法：

①   先在一条球道内用红泥薄而均匀的涂抹；

②   按装配要求用的标准钢球（±0.00）在涂抹红泥的球道内擦拭,目测钢球在球道

内的接触位置是否在中心线两侧呈现90°夹角并符合钢球支撑点尺寸；

③   用大于标准钢球0.00616的圆棒（圆棒端须锐角）擦拭球道,目测圆棒是否接触在

球道两侧的口边,而不落入球道；

④   用大于标准钢球0.00329的圆棒（圆棒端口须锐角）擦拭球道,目测圆棒是否接触

在球道两侧面,并高于标准钢球的落点,其夹角在120°～125°的范围内。

外轮球道截面符合上述三项要求的属最好形状。

（＋－）精磨内球：

  WT602X数控内圆磨床：

调整外轮外圆夹具，内球中心高垫和球道中心高的偏心差尺

寸，调整金刚笔R值。

保证内球径，内球曲率，内球中心高与表面粗糙度符合技术要求。

首   检：

确认内球径，球面曲率和球面粗糙度，检测球面中心高并进行试装配符合装配要求后最终确定。

巡检要求：

每半小时抽查一次，重点控制中心高的尺寸，严防批量报废！

台检要求：

中心高抽检10%，全检内球径。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

内球中心高不准的弥补办法：

首先应把中心高不准的零件分类放置，同时测定与球道中心高的误差，然后用相应的未经精磨外球面的内轮精磨外球面，并将此内轮的外球中心高和球道中心高的偏差值与上述外轮的误差值磨成一致。

用此内轮装配不会影响等速万向节的配合质量。

内轮加工流程:

锻件（坯料）→车加工→内花键→热处理→精磨外球→精磨道磨

㈠内轮半成品（外协件）验收：

《控制内轮外协粗加工件的外球面中心高、球面曲率、磨余量、内轮高度，可以省略外球面软磨和基准面平磨两道工序！

》

①   外观：

两端面无碰伤，刀痕，缺料；

②   各部位尺寸符合外协加工图纸要求，注意！

保证同一批扣环槽位置，槽宽，

槽深一致！

超标拒收。

③编写入库验收报告。

㈡粗铣球道：

WT1200数控铣床：

调整定位夹具和中心高垫，调整铣刀。

保证球道中心高，对称两球道钢球距的精磨余量，六球道同心度和等分度。

首   检：

按粗铣加工图确认。

巡检要求：

每一小时检查一次。

台检要求：

抽查1%。

㈢球道两侧倒角：

 仪表车床，调整刀具直径，偏心垫和定位夹具，保证60°角和上下不同宽度。

巡、台检抽查。

㈣拉内花键：

拉床，确定所用拉刀规格符合内花键各项参数要求，花键必需与基准面垂直。

首检要求：

按内花键各项参数确定，或与芯轴外花键配合确认。

台检要求：

抽查2%。

㈤铣两眼扣凹槽：

（选项）保证槽位、槽径与槽深。

巡台检抽查。

㈥热处理：

滲碳淬火（多用炉），保证表面硬度、硬层深度、芯部硬度，严格控制内花键的变形量，不允许有裂痕！

检验要求：

按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档。

每批次必须单件探伤。

重点检查内花键与芯轴外花键的配合，必要时进行全检！

㈦喷砂处理：

清除氧化层，特别是端面和花键表面的积碳。

㈧精磨球道：

    WT1000数控磨床：

调整夹具和球道中心高垫，调整球道金刚修整轮。

保证球道中心高，对称球道两钢球距，球道支撑点，六球道等分度和同轴度。

首   检：

按图纸要求确认。

巡检要求：

每半小时检查一次，重点两钢球距。

台检要求：

抽检球道中心高、等分度、同轴度、钢球支撑点3%；全检两钢球距，并分类放置便于装配。

㈨精磨外球面：

   WT680数控磨床：

调整夹具和中心高垫，调整球面金刚修整轮，保证外球直径、球面曲率和中心高。

首   检：

按图纸要求确认。

巡检要求：

每一小时抽查一次，重点外球直径和中心高。

台检要求：

全检外球直径，抽检中心高和球面曲率3%。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

外球中心高和球道中心高的偏心值出现不良品时，必须分类，不得混放。

其弥补办法与外轮原理相同。

保持架加工流程:

锻件（坯料）→车加工→冲窗孔→铣（拉）窗孔→热处理→磨端面→磨外球面→磨内球面→磨窗孔

  （因保持架目前以外购为主，具体加工流程和要求间略。

）

保持架外购件的验收要求：

①   外观：

无碰伤，划痕，毛刺等不良现象。

②   每批严格按图纸要求抽检10%，超标拒收。

③   全部经无损探伤并作消磁处理。

二DOJ伸缩型等速万向节和TJ三叉销万向节的制造

    DOJ型和TJ型万向节（俗称内球笼）的不同处，一是结构上DOJ型由筒体（俗称直头）,内星轮,保持架,，六个钢球配合而成；TJ型是由筒体与三叉销组成。

二是使用上DOJ型芯轴与筒体之间摆角大于TJ型，适用于底盘高的车型。

筒体是外购的精锻半成品，三叉销、保持架、钢球是采购的成品，内星轮是外协加工的半成品。

筒体（直头）加工流程：

精锻件→车加工→外（内）花键加工→热处理→表面处理

㈠筒体精锻件的验收入库：

①   符合订购产品的规格型号;

②   检测筒体各部位外径、长度符合精加工要求；

③   检测六球道（三叉销三滚道）和内孔径的尺寸及其变形量符合技术要求；

④   检查六球道（三叉销三滚道）和内孔表面的粗糙度符合技术要求；

⑤   不允许存在裂纹、缺料和表面皱折；

⑥   编写入库验收报告。

   ㈡车加工：

①   普通（仪表）车床三爪夹筒体，车大端面，保证内孔深度和孔底厚度；车小端面

保证花键长度尺寸；车小端外圆（车出2/3即可）；小端面打中心孔，保证孔径尺寸。

②   普通（仪表）车床三爪夹筒体小端，以大端面为基准面车大端长尺寸。

③   CK400数控车床三爪撑内孔，尾架顶小端中心孔精车小端花键、油封等各部位外

径（保证花键滚前尺寸）；精车大外圆各部位尺寸。

④   CK400数控车床三爪夹小端，以大端面为基准面精车内孔端口倒角，端口卡簧槽；

精车端口外圆角和防尘套凸缘。

首   检：

筒体总长度，小端长度，内孔深度，花键滚前径，油封径，卡簧槽位、槽宽、槽深。

巡   检：

按首件标准每一小时检查一次。

台   检：

花键径油封径全检，其余抽检5%。

㈢搓花键：

WT1225搓齿机，保证渐开线花键跨棒距、大径、小径尺寸或花键与花键规（差速器内花键）的配合。

保证花键长度要求。

首   检：

确认花键跨棒距，大、小径或与花键规的配合。

巡   检：

每二十件检查一次。

台   检：

抽检10%。

㈣车花键卡簧槽：

CK400数控车床三爪内撑筒体内孔，尾架顶中心孔，车槽。

保证槽的位置、槽宽、槽深。

首   检：

按图纸要求确认。

巡、台检：

抽检5%。

㈤热处理：

材质20CrMnTi整体多用炉渗碳淬火，表面硬度HRC54°～58°，硬深1.0～1.2mm

材质40Cr中频感应淬火，花键位表面硬度HRC54°～58°，硬深2.0～3.0，内球面和球道（三叉滚道）表面硬度HRC58°～62°，硬深1.5～2.5mm。

检   验：

金相分析每批次不少于两件，表面硬度检测每批不少于5件。

台   检：

按每批5%抽检球道（三叉滚道）经热处理后引起的变形量，如实填写检验报告，作为内轮精铣球道时的尺寸依据或订购三叉销的依据。

单件无损探伤。

㈥表面处理：

 根据客户要求：

（1）表面液体喷砂处理；

（2）烤漆或发兰处理。

㈦油封位外圆磨盘：

外圆磨床锥套撑内孔倒角面，尾架顶中心孔精磨油封直径。

首   检：

按图纸确认。

巡、台检：

抽检10%。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

内轮加工流程：

温锻坯料→车加工→精铣球道→拉花键→热处理

→清除氧化层→磨外球

  ㈠温锻坯料（外购件）的入库验收：

①   符合订购产品的规格型号；

②   无裂痕毛刺缺料等不良品；

③   留余量符合精加工要求。

④   编写入库检验报告。

㈡车加工：

①   CK400数控车床三爪夹三球道，精车端面，精车内花键孔径及倒角。

②   CK400数控车床弹簧夹撑内孔，精车端面与倒角，保证内球总高度；精车外球面

保证球面直径、中心高、曲率和精磨余量。

防止两端面碰伤。

首   检：

按图纸要求确认孔径、外球径、外球中心高和总高度。

巡   检：

每一小时检查一次。

台   检：

每班次抽检5%。

㈢精铣六球道：

WT1200数控铣床，按外球径调整薄壁弹簧夹具和铣刀直径，保证三对对称球道的

球距。

首   检：

按图纸确认球距，检测球道六等分。

巡   检：

每小时抽查一次。

台   检：

抽检5%。

  ㈣球道两侧倒角：

  仪表车床，调整夹具中心高和铣刀，保证倒角上下匀称，大小一致。

检验员确认。

㈤拉内花键：

拉床，确定所用拉刀规格符合内花键各项参数要求，花键必需与基准面垂直。

首检要求：

按内花键各项参数确定，或与芯轴外花键配合确认。

台检要求：

抽查2%。

㈥热处理：

滲碳淬火（多用炉），保证表面硬度、硬层深度、芯部硬度，严格控制内花键的变形量，不允许有裂痕！

检验要求：

按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档。

每批次必须单件探伤。

重点检查内花键与芯轴外花键的配合，必要时进行全检！

㈦喷砂处理：

清除氧化层，特别是端面和花键表面的积碳。

㈧精磨外球面：

   WT680数控磨床：

调整夹具和中心高垫，调整球面金刚修整轮，保证外球直径、球面曲率和中心高。

首   检：

按图纸要求确认。

巡检要求：

每一小时抽查一次，重点外球直径和中心高。

台检要求：

全检外球直径，抽检中心高和球面曲率3%。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

保持架工艺流程：

锻件（坯料）→车加工→冲窗孔→铣（拉）窗孔→热处理→磨端面→磨外球面→磨内球面→磨窗孔

  （因保持架目前以外购为主，具体加工流程和要求间略。

）

保持架外购件的验收要求：

⑤   外观：

无碰伤，划痕，毛刺等不良现象。

⑥   每批严格按图纸要求抽检10%，超标拒收。

⑦   全部经无损探伤并作消磁处理。

（三）芯轴的制造

芯轴的两头通过花键连接等速万向节（外）和等速万向节（内）组成传动轴总成。

芯轴分空心和实心两种，一般多采用实心。

材料以42CrMn为主，也有用40Cr的元钢。

传动轴有左右之分，左右有等长的和不等长两种。

芯轴工艺流程：

落料→调质处理→校直→车加工→搓花键→车卡簧槽→热处理→校直→表面处理

㈠落料：

锯床，按芯轴总长度两端各留1㎜余量。

㈡调质处理：

调质硬度BRC170°～230°。

㈢校直：

校直机，芯轴中部径向跳动≤0.3㎜。

㈣车加工：

①   普通车床三爪夹芯轴一端，车平端面；粗车BJ或DOJ头花键位长度；钻中心孔，

保证每批中心孔大小一致。

   ②普通车床三爪夹芯轴另一端，车端面保证芯轴总长度；钻中心孔，保证每批中心孔大小一致。

   ③普通车床三爪夹芯轴已车BJ或DOJ头花键处，尾架顶另一端中心孔，按图纸要求粗车芯轴。

④CK400数控车床花兰夹两顶针顶芯轴两端中心孔，精车芯轴BJ端花键滚前直径

和其他部位至DOJ端花键凸缘。

⑤   CK400数控车床花兰夹两顶针顶芯轴两端中心孔，精车芯轴DOJ端花键滚前直径

和凸缘部连接。

首   检：

BJ和DOJ两处滚前直径经滚花键后确认，检测芯轴中间径向跳动≤0.15㎜,两端径向跳动≤0.05㎜。

巡   检：

按首检要求每小时抽查一次。

台   检：

全检两端花键滚前直径，径向跳动抽检5%。

㈤搓BJ，DOJ两端花键：

WT1225搓齿机，保证渐开线花键跨棒距、大径、小径尺寸或花键与花键规（差速器内花键）的配合。

保证花键长度要求。

严防两端花键规格搞错！

首   检：

确认花键跨棒距，大、小径或与花键规的配合。

巡   检：

每二十件检查一次。

台   检：

抽检10%。

㈥车卡簧槽：

CK400数控车床，车床主轴内孔设限位，三爪夹芯轴中部，尾架顶中心孔，车卡簧槽，保证槽位，槽宽，槽深。

首   检：

按图纸要求确认。

巡、台检：

抽检5%。

㈦热处理：

感应淬火，硬度HRC55°～59°，硬层3～4㎜；芯部硬度HRC40°～48°。

严格控制花键的变形，不允许有裂痕！

检验要求：

按热处理工艺要求检测，每批次必需解剖一件做金相分析，并有书面报

告留存归档。

每批次必须单件探伤。

重点检查芯轴外花键与BJ和DOJ等速万向节内轮内花键的配合，芯轴的径向跳动公差。

必要时进行全检！

每批抽检1～2支进行静扭破坏性测试，并编入检验报告。

㈧校直：

芯轴因热处理变形造成径向跳动超差的必需进行校直至允许公差范围内。

㈨表面处理：

 根据客户要求：

烤漆或发兰处理。

做好清洗防锈处理，进入装配线。

（四）传动昼总成装配线

㈠等速万向节（外）的装配：

㈡等速万向节（内）的装配：

㈢传动轴总成的装配：

内球笼是连接变速箱差速器部位的，外球笼是连接车轮部位的，外球笼的作用不管是动力输出的还有车辆转弯时都是外球笼在起作用。

如果没有专业的检查设备，需要检查汽车球笼主要是检查：

1、内外花键和螺纹尺寸，这个影响球笼的装车尺寸，

2、检查外球笼的油封档尺寸，一般不同型号的球笼油封档有所差别，

3、看看内花键内卡簧槽是否正确，卡簧槽宽度影响球笼装车后球笼在半轴上的窜动；

4、用个轴插入内花键内摇摆一下球笼，看转动是否灵活；

5、材料、热处理性能等需要专用的设备才能检查。