第章万向传动轴设计讲解.ppt

第一节 概述 功用： 相对位置变化的轴间传递转矩、旋转运动 设计要求 1.?保证所连接的两轴在一定的轴间夹角变化范围内，能可靠地传递动力; 2.? 保证所连接的两轴尽可能等速运转; 3.?万向节产生的附加载荷振动和噪声应在允许范围内; 4.?传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造维修容易。 第一节 概述 万向节的应用 第一节 概述 万向节的分类 第二节 万向节结构方案分析 一、结构方案分析 第二节 万向节结构方案分析 一、结构方案分析 第二节 万向节结构方案分析 二、十字轴式万向节 1.组成 主、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件、橡胶密封件 2.滚针轴承的轴向定位方式 第二节 万向节结构方案分析 二、十字轴式万向节 2.滚针轴承的轴向定位方式 第三节 万向传动的运动和受力分析 一、单十字轴万向节传动 1.转速关系 第三节 万向传动的运动和受力分析 一、单十字轴万向节传动 2.不等速分析 假设主动轴等速转动 当主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时慢，这就是十字轴万向节传动的不等速性。 用转速不均匀系数K来表示（ a 越大，K越大，转动越不均匀） 第三节 万向传动的运动和受力分析 一、单十字轴万向节传动 3.从动轴转矩 若忽略摩擦损失，则输入、输出轴上的功应相等 假设输入轴转矩T1不变，则： 当T1与α一定时， T2在最大值与最小值之间每转变化两次。 减少α角或采用挠性万向节可以减小T2的振幅。 第三节 万向传动的运动和受力分析 二、双十字轴万向节传动 对于一个万向节传动轴，主动轴等速转动，则从动轴不等速转动，且α愈大，转动的不等速性愈大。 对于双万向节传动轴，若要使输入轴和输出轴等速旋转，需满足以下条件： 传动轴两端的万向节叉位于同一平面内； 两万向节夹角相等，即α1= α2。 第四节 万向节的设计计算 一、计算载荷 第四节 万向节的设计计算 一、计算载荷 日常平均牵引力 计算载荷应用： 静强度计算时，计算载荷TS取TSe1和TSS1 （或TSe2和TSS2 ）较小值 进行疲劳寿命计算时，计算载荷TS取TSF1或TSF2 第四节 万向节的设计计算 二、十字轴万向节设计 1.损坏方式 十字轴轴颈、滚针轴承磨损； 十字轴轴颈、滚针轴承碗表面出现压痕和剥落； 十字轴轴颈根部断裂。 第四节 万向节的设计计算 二、十字轴万向节设计 2.轴颈根部强度计算 作用于十字轴轴颈中点的力： T1为计算转矩； ?为主、从动叉轴的最大夹角。 轴颈根部的弯曲应力: = 250~350MPa 轴颈根部的剪切应力: = 80~120MPa 第四节 万向节的设计计算 二、十字轴万向节设计 3.滚针轴承接触强度 其中：Lb 为滚针工作长度(mm)， L为滚针总长度(mm) Fn为一个滚针所受的最大载荷(N)； 当滚针和十字轴轴颈表面硬度在58 HRC以上时，许用接触应力[σj]=3000～3200MPa 第四节 万向节的设计计算 二、十字轴万向节设计 4.万向节叉强度计算 万向节叉在与十字轴联接处，产生支承反力； 与十字轴轴孔中心线成45oB-B截面处为危险截面； 弯曲应力 = 50~80MPa 扭转应力 = 80～160MPa 第四节 万向节的设计计算 二、十字轴万向节设计 5.万向节的传动效率 通常约为97%～99％。 第四节 万向节的设计计算 三、球笼式万向节设计 1.Rzeppa型球笼式万向节设计 假定带分度机构的Rzeppa型球笼万向节在传递转矩时六个传力钢球均匀受载，则钢球的直径可按下列经验公式确定： 式中d为传力钢球直径（mm），T1计算转矩（N.mm）； 计算钢球直径应圆整并取最接近国家标准的直径。 第四节 万向节的设计计算 三、球笼式万向节设计 1.Rzeppa型球笼式万向节设计 当钢球的直径d确定后，其中的球笼、星形套等零件及有关结构尺寸，可参考图4-15并按如下关系确定。 第四节 万向节的设计计算 四、球笼式万向节设计 2.Birfield型球笼式万向节设计 以与星形套连接轴的直径ds作为万向节的基本尺寸 式中T1为计算转矩，SF为使用因素，对于无振动的理想传动取0，有轻微振动的取1.2-1.5，有中等振动的取1.7-2.0，振动十分严重的取2.7-3.6。 第四节 万向节的设计计算 四、球笼式万向节设计 2.Birfield型球笼式万向节设计 Birfield型球笼万向节系列数据