七沟道球笼式等速万向节受力及仿真分析

基于球笼式等速万向节钢球的受力模型,推导了一个钢球在星形套内沟道和钟形壳外沟道内运动时,沟道对钢球的周向力、沟道对钢球的法向接触力、保持架窗口对钢球的法向接触力的表达式。在此基础上,基于Herzt接触理论,对上述受力进行了Adams动力学验证。结果表明:仿真结果和理论计算基本吻合,七沟道球笼式等速万向节的周向力、法向接触力、钢球与星形套的摩擦力、与保持架的摩擦力均小于六沟道,并且随着摆角的变化而变化。

七沟道球笼式等速万向节等速性分析

以球笼式等速万向节的基本理论为基础,建立七沟道球笼式等速万向节的运动学模型,通过理论分析了球笼式等速万向节的等速性,并分析了钢球在沟道内的瞬时角速度随输入轴转角、输入轴与输出轴夹角的变化规律。并基于ADAMS建立模型进行仿真分析,仿真和理论分析结果基本吻合,验证了七沟道球笼式等速万向节的等速性原理。

七沟道球笼式等速万向节沟道接触应力的计算及优化设计

通过对七沟道球笼式等速万向节星形套和钟形壳圆弧形沟道曲率的解析,根据Hertz接触理论分别计算出2种沟道与钢球接触时的接触应力,进而探讨该类万向节优化设计的规律。得出:增加钢球直径及相应的球组节圆直径,特别是减小沟道截面曲率半径系数,可显著提高七沟道球笼式等速万向节的承载能力和寿命。

球笼式等速万向节圆弧形沟道接触应力影响因素分析

应用正交试验优化设计方法,通过以接触应力大小为其性能指标,选取对接触应力大小有直接影响的球组节圆直径、钢球直径和沟道曲率系数作为自变量设计其正交化试验。对正交试验结果进行极差分析,得到3个主要因素对接触应力大小的影响显著程度,以及各个因素水平变化对接触应力大小影响的趋势。

球笼式等速万向节椭圆型沟道接触应力影响因素的分析研究

通过使用赫兹接触理论对球笼式等速万向节椭圆型沟道的接触应力进行参数化的公式推导,发现万向节的结构参数中钢球回转直径、钢球直径、沟道的沟曲率系数以及接触角对其接触应力大小有一定的影响。应用正交试验优化设计方法,通过以接触应力大小为其性能指标,选取对接触应力大小有直接影响的钢球回转直径、钢球直径,沟道的沟曲率系数和接触角4个主要因素作为自变量设计其正交化试验。对正交试验结果进行极差分析,得到4个主要因素对接触应力大小的影响显著程度,以及各个因素水平变化对接触应力大小影响的趋势。

球笼式等速万向节三点接触沟道的设计分析

提出一种三点接触沟道截面形式的球笼式等速万向节,其钟形壳外沟道的沟道截面形式为圆弧沟道,星形套内沟道的沟道截面形式为椭圆沟道或双心弧沟道。对其内、外沟道结构进行设计,并利用Hertz接触理论进行接触应力的计算。结果表明,三点接触沟道能减小内、外沟道接触应力,改善其内部接触状况。

三点接触沟道球笼式等速万向节的圆周间隙分析

针对三点接触沟道的球笼式等速万向节的结构和运动形式,建立三点接触沟道截面圆周间隙的空间立体模型,推导其圆周间隙角度值在任意摆角和转角下的计算公式,利用Matlab软件研究圆周间隙随摆角和转角的变化规律。分析结果表明:在任意摆角下转动一周,三点接触沟道的球笼式万向节与椭圆沟道的球笼式万向节的圆周间隙角度值都存在六次波动,并且在相同的尺寸规格和加工精度条件下,前者的圆周间隙角度值波动较小,其对汽车行驶过程中振动和噪声的影响也较小,分析结果为开发和应用该新结构形式的球笼式等速万向节提供理论依据。

用盆状砂轮磨削球笼等速万向节钟形壳椭圆沟道的新方法

采用指状砂轮磨削等速万向节钟形壳椭圆沟道的理论误差在4μm左右,为减小理论误差,提出了一种用盆状砂轮来磨削等速万向节椭圆沟道的新方法。因避免了指状砂轮头部的干涉,其参数优化的有效性和精确性得到了提高,能最大限度地保证加工截面的形状和精度。建立了盆状砂轮加工的数学模型,采用约束随机方向法对砂轮的参数进行了优化,对其加工原理进行了详细的理论研究,并对加工误差进行了分析。仿真结果表明,用盆状砂轮磨削的椭圆沟道的理论误差可减小到1μm。

高效能球笼式等速万向节的沟道设计

针对沟道全部偏置的球笼式等速万向节内部摩擦阻力较大的问题,将球笼式等速万向节的沟道设计为有偏置和无偏置的混合结构,在保持万向节的等速运动和扭矩传递性能的同时,可以极大地减小万向节运转时的内部轴向力,从而降低万向节的内部运动阻力,提高球笼式等速万向节的工作效率。

球笼式万向节沟道接触应力的解析

万向节沟道的截面形状影响钢球与沟道的接触应力。分析计算了圆弧形和椭圆形沟道的Hertz接触应力,并建立了相应的有限元分析模型。计算结果表明,圆弧形沟道的接触应力小于椭圆形沟道,与有限元分析结果基本相符。

球笼式万向节沟道轴向长度的设计计算

根据球笼式万向节主、从动轴转角的性能要求,介绍了两轴转角与钢球行程的关系。由此推导出钟形壳、星形套沟道轴向长度及球面中心位置的一系列解析关系式,并举例说明。进而探寻出汽车用有较大角位移的球笼式万向节沟道轴向长度及球面中心位置的一般规律。

双偏置式球笼等速万向节的结构设计

介绍双偏置式球笼等速万向节的工作原理。根据极限轴间角 ,确定内、外圈高和保持架偏心量等一系列参数。附图 2幅。

双偏置式等速万向节载荷计算及钢球数的优化设计

对双偏置式等速万向节进行接触应力分析和载荷计算,并定量分析了钢球数与载荷、几何结构的关系,得出了7个钢球和7组沟道是双偏置式等速万向节优化设计的最佳选择这一重要结论。

基于共轭特性的万向节椭圆形沟道解析与设计

球笼式万向节椭圆形沟道与钢球接触具有共轭特性,并依此建立了沟道与钢球接触的数学模型。该数学模型给出了万向节沟道新的设计方法。该方法用适合油膜形成的沟底间隙△作为设计参数,克服了常用万向节椭圆形沟道设计中的曲率系数f的近似取值对啮合间隙的影响,因而提高了万向节的灵活性和传动性。文章的最后给出了设计实例。该方法对球笼式万向节椭圆形沟道的改进设计和制造工艺有着重要的指导意义。

星形套沟道及外球面曲率中心位置的测量与解析

介绍了星形套沟道,外球面曲率中心位置及偏心距的测量与计算方法。通过对若干关系式的微分,推导出测量仪器的一系列示值偏差与其相应真实偏差的函数关系式,进而正确、清晰地计算出了各种偏差,精确地测量出了各曲率中心位置。

万向节增设注油道

JGW-111型高速挖掘机的转向驱动桥上装有球笼式等速万向节,该万向节为一次性润滑,只在装配时加注4号二硫化钼润滑脂,一般情况下不能加油。但是,高速挖掘机在野外工作,若环境条件特别恶劣（如涉水作业、泥泞道路作业）,常因润滑不良造成万向节内的钢球、球笼、星形套和球形壳磨损严重以至报废。