球笼式等速万向节的等速原理

球笼式等速万向节原理及运动仿真

第22卷　第6期

2000年12月武　汉　汽　车　工　业　大　学　学　报JOURNALOFWUHANAUTOMOTIVEPOLYTECHNICUNIVERSITYVol.22No.6Dec.2000　文章编号:10072144X(2000)0620017205

球笼式等速万向节原理及运动仿真

吴　森,吴　义

(武汉汽车工业大学汽车工程学院,湖北武汉　430070)

摘　要:详细阐述了球笼式等速万向节的设计及工作原理,建立并验证了球笼式等速万向节的运

动仿真模型,对JL6370轿车传动轴万向节进行了实例分析。

关键词:等速万向节;运动仿真;仿真模型

中图法分类号:U463.216.3　　　文献标识码:A现代经济型轿车大都采用前轮驱动形式,,计加工质量直接关系到整车性能,因其设计制造精度高、难度大,。1　万向节原理

1.1,需要借助于运动链的概念。运动链自由度f的计算公式为

f=6(n-1)-61i(6-fi)(1)

式中,f为运动链的自由度;n为杆件数;i为节点数;fi为第i个节点的自由度。

应用式(1),可以计算运动链节点自由度的总和∑fi为

(2)61ifi=6(i-n)+(f+6)

　　对于某一具体的运动链,在满足所要求的运动自由度的条

球笼式等速万向节是前置前驱动轿车的关键部件之一，其性能和寿命与接

触应力密切相关，万向节疲劳破坏的特征是常在滚道表面造成麻坑、剥落和点 蚀。因此，球笼式等速万向节接触应力的分析与计算对于等速万向节的设计显 得尤为重要[2]。

万向节和传动轴的作用是在不在同一轴线上的轴之间传递运动和转矩。由

于球笼式和三枢轴式等速万向节的结构形式不同，因而它们的转矩传递方式也 不尽相同。对于球笼式万向节，传递扭矩的元件是钟型壳、钢球与星形套；对 于三枢轴式万向节，传递元件是筒形壳、球形套圈、滚针和三轴柱。因此，在 确定滚动体与滚道之间的接触应力时应区别对待。

关于球笼式万向节的接触应力，国内的王良模、卢强等对伯菲尔德等速万 向节采用解析方法 ，假设接触区处于弹性应力状态，且接触面尺寸比物体接 [13]

触点曲率半径小得多，引用 Hertzian 理论求解出接触应力，接触面的最大应力 发生在接触椭圆中心。

由于内滚道接触点的曲率半径小于外滚道接触点的纵向曲率半径，因此内

滚道的接触椭圆比外滚道的接触椭圆小，内滚道的接触应力大于外滚道上的应 力值，从而使内滚道就比外滚道易于磨损，疲劳寿命较短。

当滚动体与轨道间为点接触时，运用经典的 Hertzian 理论可以求得

球笼式万向节设计

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球笼式万向节设计

作者：xxx； 指导老师：xxx

（xxx大学工学院 2011级车辆工程专业 合肥 230036）

下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学

习交流，不可用于商业活动。另外，有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。同进步，建设社会主义和谐社会。

摘要：球笼式万向节是上个世纪六七十年代快捷发展出来的一种万向节，它的特点是密封性好、同步性好、紧凑、结构简单、寿命长、承重效果好、效率高、角位移大。它主要应用于起重机、拖拉机、汽车、纺织、医疗等领域。本设计基于对汽车传动系统布局结构的设计，以确定球笼式万向节的结构特性和其他参数。对于球笼式万向节等速性的运动，受力，效率和寿命有了深入的分析。选择了材料分析过程中的重要部分和零件，并采用三维绘图软件PRO-E进行了分析。 关键词： 球笼式万向节；结构；设计；分析；选择；寿命校核

1 绪论

球笼式等速万向节是奥地利A.H.Rzeppa于1926年发明的（简称Rzeppa型），后经过多次改进。1958年英国波菲尔（Birfidld

球笼式万向节设计

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球笼式万向节设计

作者：xxx； 指导老师：xxx

（xxx大学工学院 2011级车辆工程专业 合肥 230036）

下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学

习交流，不可用于商业活动。另外，有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。同进步，建设社会主义和谐社会。

摘要：球笼式万向节是上个世纪六七十年代快捷发展出来的一种万向节，它的特点是密封性好、同步性好、紧凑、结构简单、寿命长、承重效果好、效率高、角位移大。它主要应用于起重机、拖拉机、汽车、纺织、医疗等领域。本设计基于对汽车传动系统布局结构的设计，以确定球笼式万向节的结构特性和其他参数。对于球笼式万向节等速性的运动，受力，效率和寿命有了深入的分析。选择了材料分析过程中的重要部分和零件，并采用三维绘图软件PRO-E进行了分析。 关键词： 球笼式万向节；结构；设计；分析；选择；寿命校核

1 绪论

球笼式等速万向节是奥地利A.H.Rzeppa于1926年发明的（简称Rzeppa型），后经过多次改进。1958年英国波菲尔（Birfidld

RCFans,China 万向节即万向接头，英文名称universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的 “关节”部件。万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。万向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。为满足动力传递、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间常用万向节相连。但由于受轴向尺寸的限制，要求偏角又比较大，单个的万向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动，加剧机件的损坏，产生很大的噪音，所以广泛采用各式各样的等速万向节。在前驱动汽车上，每个半轴用两个等速万向节，靠近变速驱动桥的万向节是半轴内侧万向节，靠近车轴的是半轴外侧万向节。在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要进行连接。汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装的位差等，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此在后驱动汽车的万向节传动形式都采用双万向节，就是传动轴两端各有一个万向节

第四节 万向节设计

一、万向传动的计算载荷

万向传动轴因布置位置不同，计算载荷是不同的。计算载荷的计算方法主要有三种，见表4—1。

表4—1 万向传动轴计算载荷 (N·m)

＼＼＼位 置 计算方法＼＼＼ 按发动机最大转矩和—挡传动比来确定 按驱动轮打滑来确定 按日常平均使用转矩来确定 用于变速器与驱动桥之间 用于转向驱动桥中 Tse1?kdTemaxki1if?n Tse2?kdTemaxki1ifio?2n Tss1'G2m2?rr?ioim?m Tss2G1m1'?rr?2im?m? Tsf1?Ftrr ioim?mn Tsf2Ftrr 2im?mn

表4—1各式中，Temax 为发动机最大转矩；n 为计算驱动桥数，取法见表4—2；i1为变速器一挡传动比；η 为发动机到万向传动轴之间的传动效率；k 为液力变矩器变矩系数，k=[(ko—1)／2]十1，ko 为最大变矩系数；G2为满载状态下一个驱动桥上的静载荷(N)；m2′为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数，轿车：m2′=1．2～1．4，货车：m2′=1．1～1

2017-2022年中国汽车等速万向节行业深度调研及发展策略研究报告 Annual Research and Consultation Report of Panorama Survey and Development Strategy on China Industry （中国企业高层战略决策参考必备）

2017

ZERO POWER INTELLIGENCE GROUP ●行业研究咨询报告（推荐指数★★★★★★）

《中国行业研究咨询报告》是中研普华依托国家统计局、国家发改委、国家经济信息中心、国务院发展研究中心、国家海关总署、全国商业信息中心、中国经济景气监测中心提供的最新行业运行数据为基础，验证于与我们建立联系的全国科研机构、行业协会组织的权威统计资料。凭借中研普华在其多年的行业研究经验基础上建立起的完善产业研究体系，一整套的产业研究方法始终处于行业领先地位，是目前国内覆盖面最全面、研究最为深入、数据资源最为强大的行业研究报告系列。

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万向转动球铰支座,抗震球型钢支座 钢结构支座(又名网架支座)分减振球型钢支座和抗震球型钢支座,亦称为万向转动球铰支座。

万向转动球铰支座，抗震球型钢支座 钢结构支座（又名网架支座）分减振球型钢支座和抗震球型钢支座，亦称为万向转动球铰支座。一、钢结构支座的主要技术性能：1、 可承受竖向载荷；2、 具有抗竖向拉力的性能，保证竖向地震时上下结构不脱节；

3、 具有抗水平力的性能，保证水平地震时结构不脱落；4、 可适应径向、环向的位移要求；5、

万向转动球铰支座,抗震球型钢支座 钢结构支座(又名网架支座)分减振球型钢支座和抗震球型钢支座,亦称为万向转动球铰支座。

可适应任意方向的转角要求；6、 减震支座具有良好的减震性能；7、 支座通过球面传力，不出现力的缩颈现象，作用在上、下结构的反力比较均匀；

8、 支座不用橡胶承压，不存在橡胶老化对支座的影响，使用寿命长。二、支座技术参数1、支座竖向承载力分为300KN~10000KN十四个级别；2、支座的抗水平力为竖向承载力的20%；3、支座抗竖向拉

万向转动球铰支座,抗震球型钢支座 钢结构支座(又名网架支座)分减振球型钢支

毕业设计（论文）

汽车万向节滑动叉滑动叉结构与工艺设计

摘要：汽车上有一个很重要的部件，称为万向节滑动叉滑动叉。本文综合应用了机械设计、机床、刀具、工艺等机械设计、制造系统理论知识与实践技能，适当结合CAD相关知识与技术，以质量、生产率和经济性辩证统一为原则，设计汽车万向节滑动叉滑动叉的结构，制定并优化汽车万向节滑动叉滑动叉工艺规程和方案，对汽车万向节滑动叉滑动叉工艺方案进行技术经济性评价并最终完成其工装设计。 关键词：万向节滑动叉；工艺；夹具；设计

Abstract: There are a very important component on automobile, be called

the Universal joint glide fork. Machinery design , machine tool , machinery design such as cutter , handicraft the main body of a book has been applied synthetically, create system theory knowledge and carry out a technical abili

本科学生毕业设计

轻型商用车传动轴及万向节设计

The Graduation Design for Bachelor's Degree

Design of Light Commercial Vehicle Transmission Shaft and Cardan Joint

摘 要

汽车的万向传动轴是由传动轴、万向节两个主要部件联接而成，在长轴距的车辆中还要加装中间支承。万向传动轴主要用于工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。在本世纪初万向节与传动轴的发明与使用，在汽车工业的发展中起到了极其重要的作用。随着汽车工业的发展，现代汽车对万向节与传动轴的效率、强度、耐久性和噪声等性能方面的设计及计算校核要求也越来越严格。本毕业设计将依据现有生产企业在生产车型(CA1041)的万向传动装置作为设计原型。在给定整车主要技术参数以及发动机、变速器等主要总成安装位置确定的条件下，对整车结构进行了分析，确定了传动轴布置方案，采用两轴三万向节带中间支承的布置形式。在确定了传动方案后，对传动轴、万向节总成、中间支承总成进行设计，使该总成能够在正常使用的情况及规定的使用寿命内不发生失效。

关键字：传动轴；万向节；中间支承；设计；校核