球笼式万向节接触应力研究

根据球笼式万向节的工作原理和力的传递路径建立球笼式万向节的有限元模型,并用Hetrz理论与CAE仿真两种方法对钢球和内外滚道之间的接触应力进行对比分析,结果表明,在小转矩作用下,CAE分析结果与Hertz理论计算的结果较吻合,而随着加载转矩的增大,两者之间的结果差异增大,为研究球笼式万向节接触应力与寿命提升提供参考。

球面副间隙对外球笼耐久性寿命的影响与对策

为了改善球面副轴向间隙,分析了球面副间隙对外球笼耐久性寿命的影响,得出球面副径向间隙是形成轴向间隙并成4.9倍放大的关键因素。通过数据计算分析,确定盲目调整钟形壳球道直径来减小直至消除轴向间隙的方式会导致不等速及不对称磨损。提出了合理改善球面副间隙进而改善轴向间隙的方法,为外球笼的设计提供了依据和借鉴。并推导出调整钟形壳球道直径、减小轴向间隙的合理范围计算公式,为实际生产提供了可供计算的数据化解决方案,为改善产品质量提供了可靠的方法。

三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统的动力学仿真研究

为了解三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统的动态特性,为以后的设计工作提供理论依据,对三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统的滑移销、叉杆臂和钢球等关键部件进行了研究。运用ADAMS软件对三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统建立了动力学仿真模型,并对其分别进行了无摩擦和有摩擦条件下的动力学仿真,得到了关键部件的受力曲线图和摩擦力曲线图。研究结果表明,在三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统中,钢球受力曲线的波动和突变最大,说明钢球属于易磨损部件;相比无摩擦时的受力曲线,有摩擦时作用在各个部件上的受力曲线波动变强,更能反映出该三叉杆-球笼式万向联轴器组合传动轴系统的真实受力情况。

球笼式同步万向联轴器中摩擦对钢球转动的影响

对球笼式同步万向联轴器中钢球的受力及钢球的运动状态做了较为详细的分析,结果表明钢球在球笼中的相对转动角速度较小,此结果可为球笼式同步万向联轴器滑动率计算和强度设计提供理论依据.

三叉杆-球笼式万向联轴器传动轴的运动仿真分析

针对三叉杆-球笼式万向联轴器传动轴结构复杂,难以采用传统的图解法、解析法获得其运动规律的问题,采用Pro/E软件,在充分考虑各构件之间的相互约束关系的基础上,对三叉杆-球笼式万向联轴器传动轴整体进行了三维建模,仿真分析了传动轴中关键零件钢球的运动规律,得到了输入轴和中间轴分别在10°、20°和30°夹角下钢球中心的位移、速度和加速度等运动曲线。仿真结果表明,钢球随输入轴的等速回转做近似周期性的简谐运动,并且两个联轴器夹角越大,各运动参数波动的幅度也越大;该仿真结果为合理设计三叉杆-球笼式万向联轴器传动轴,有效解决其在应用中的摩擦、磨损、润滑问题打下了基础。

球笼式万向节极限轴间角的研究

球笼式万向节的极限轴间角在以往的设计和研究中从未作为一个主要研究对象而被研究,基本都是作为一个固定值直接给定。这种设定的极限角度既不准确,也无法满足特种车辆对球笼式万向节大角度的要求。研究了球笼式万向节在极限轴间角的情况下传动轴与钟形壳的关系,以及钢球与沟道的接触点位置,并将万向节在极限轴间角情况下也能有效传动作为目标,对万向节的设计提出了校核和调整的方法。

球笼式万向联轴器试验设计与性能分析

实际使用过程中发现:转速、摆角、扭矩是导致球笼式同步万向联轴器本体发热量过大、寿命降低的主要原因.本文采用正交试验法对球笼式同步万向联轴器的性能进行测试,利用极差分析法对正交试验结果进行分析.结果表明对球笼本体发热量大小的影响程度依次是转速、摆角、扭矩,最后对球笼式万向联轴器的设计提出了建议.

三叉式-球笼式双联万向联轴器的扭转振动特性分析

大型旋转机械传动系统的振动特性直接影响其运行平稳性,而万向联轴器是传动系统中必不可少的关键零部件。为此,以三叉式-球笼式双联万向联轴器为研究对象,对其扭转振动特性进行分析。首先,建立三叉式-球笼式双联万向联轴器的扭转振动模型,并基于拉格朗日方程建立其动力学方程。然后,利用Runge-Kutta算法对所建立的动力学方程进行数值求解,得到了三叉式-球笼式双联万向联轴器输入轴与输出轴之间转角差和角速度差随时间的变化情况。最后,利用MATLAB软件进行仿真验证,分析了三叉式-球笼式双联万向联轴器输入轴与中间轴的夹角和外激励对其扭转振动特性的影响。结果表明:三叉式-球笼式双联万向联轴器固有频率的理论计算结果与数值仿真结果相吻合;三叉式-球笼式双联万向联轴器输入轴与中间轴的夹角和外激励会对其输入轴与输出轴之间的转角差和角速度差的幅值产生不稳定的影响,从而导致联轴器产生扭转振动响应;随着输入轴与中间轴的夹角和外激励的增大,三叉式-球笼式双联万向联轴器产生的扭转振动响应增大。研究结果可为三叉式-球笼式双联万向联轴器的设计、制造和应用提供理论依据。

球笼万向联轴器的承载能力

疲劳点蚀是球笼万向联轴器的主要失效形式之一。本文以Hertzian接触应力为基础,通过一些合理的假设,用半解析方法估计出了球笼万向联轴器的承载能力。并将估计值与日本NTN标准的推荐值进行了比较。

冶金设备中的球笼式等速万向联轴器

主要介绍冶金机械用球定等速万向联轴器．该万向联轴器具有完全等速性、传动效率高、滑移阻力小、不需定心、噪音小、安装简便、寿命长等诸多优点．

HTJ型球笼万向联轴器在11矫直机上的应用分析

武汉钢铁(集团)公司热轧厂11矫直机传动轴,因辊径小.矫直机工作时传动力矩大.球笼万向联轴器的完全等速性,能保证运转的平稳性.降低工作噪声.对产品质量和工作环境都有好处。HTJ型球笼万向联轴器由于采用滚动伸缩,可以大大减少传动轴角度变化时的伸缩阻力.可大大地提高矫直机整机性能。

球笼式等速万向传动轴设计研究

就球笼式等速万向节工作主参数———滚道截形椭圆、偏心距和滚道弧长和接触应力设计计算进行了较详细的阐述 ,并从等速万向节的内部结构方面分析研究了整个传动轴的振动问题 。

球笼式万向节钢球运动分析与仿真

钢球是球笼式万向节的核心部件之一,它的运动规律对万向节的功能有至关重要的影响。证明钢球球心的内外轨道一定是相交的,在此基础上给出钢球在内外轨道约束下的运动学微分方程,利用所得结果严格证明球笼式万向节的等速性。通过求解钢球运动,对钢球相对于星形套、钟形壳以及球笼的运动进行运动学仿真。仿真结果揭示钢球运动的共性特征:全部钢球都分布在一个以内外轨道中心连线中点为圆心的圆上,钢球在分布圆上的方位角变化率在输入角速度数值附近周期性变化,且各不相等;钢球相对内外轨道的弧线位移大小相等、方向相反;钢球相对球笼槽中心存在沿径向和切向位移,相对位移均随时间周期性变化。研究结果为球笼式万向节的设计提供了参考。

球笼式等速万向节内部接触应力的有限元分析

通过三维重构技术建立轿车球笼式等速万向节的三维模型,并应用ANSYS软件对其承受极限转矩时的内部接触应力进行有限元分析,最后对比两种极限工况的数值解。结果表明,球笼式等速万向节内滚道接触应力大,易于磨损,疲劳寿命短。

球笼式等速万向节滚道接触应力的有限元分析

球笼式等速万向节的截面形状影响钢球与沟道的接触应力。通过在三维造型软件Pro/E中分别建立圆弧型、双心弧型、椭圆型三种滚道截面形状的球笼式等速万向节的简化模型,导入有限元分析软件ANSYS对其承受极限转矩时的滚道接触应力进行有限元分析,通过和赫兹接触理论计算值进行比较,其相对误差较小。计算结果表明,内滚道接触应力大于外滚道;圆弧型内滚道接触应力大于其他类型滚道,而其外滚道接触应力稍小于其他类型滚道,双心弧型和椭圆型内外滚道接触应力相同;有限元分析结果基本与理论值相符,运用有限元分析方法分析其接触应力是可行可信的。

球笼式等速万向节结构轻量化设计

为了实现球笼式等速万向节的结构轻量化设计,以球笼式等速万向节最大接触应力、接触总变形和塑性变形为依据,分别对钢球数量为6和8的两种结构的球笼式等速万向节进行了初步研究。对球笼式等速万向节的主要结构尺寸即钢球中心圆直径与钢球直径之比、万向节外径与内套花键分度圆直径之比,以及球笼式等速万向节的偏心距与钢球中心圆半径之比进行了优化选择和比较。研究结果初步表明,对于球笼式等速万向节,当钢球数量由6增加为8时,由于钢球直径的减小,不但其外形尺寸可以减小12%、质量可以减少近20%,而且万向节的承载能力反而可以得到少许提高。因此,增加球笼式等速万向节的钢球数量是实现其结构轻量化设计的一种有效方法。

环面槽球笼式同步万向联轴器共轭曲面原理

采用共轭曲面原理对应用广泛的环面槽球笼同步万向联轴器,进行了分析;建立了球笼万向轴器实现同步运动时,各接触面的运动关系、曲面方程以及共轭运动关系,推导出了球笼万向联轴器瞬时同步的必要充分条件为两对啮合付的偏心值ε_(1T)=ε_1的结论。

球笼式等速万向节接触应力有限元分析

对球笼式万向节内外滚道接触应力进行了有限元分析,结果表明内滚道的接触应力明显大于外滚道,内滚道更容易受到破坏。同时,采用Hertz接触理论方法计算了内滚道的接触应力,计算结果与有限元分析结果基本相符,证明了有限元方法的可靠性。

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。

基于ANSYS Workbench的汽车球笼式万向节有限元分析

基于有限元方法对轿车中应用广泛的球笼式等速万向节进行接触分析,对万向节在有限元软件ANSYS Workbench中的材料属性设置、边界条件处理及接触设置等进行阐述;通过对万向节进行有限元接触分析,获得万向节的内外滚道应力接触情况,得出整个万向节的使用寿命和疲劳安全系数。分析结果表明,万向节最大应力位置出现在位于内外滚道内的钢球上,且钢球与内外滚道接触应力分布也不均匀,为提高万向节结构整体寿命,应该对这些部位进行表面强化处理或选用高强度材料。在受到变载荷工况下万向节安全系数大部分在5以上,而钢球、星形套和钟形壳安全系数较低。本文可为研究万向节在疲劳作用下的薄弱部位及万向节设计与改进提供参考依据。