球笼式万向节内部结构主参数的设计计算(精)

六等分窗孔球笼式保持架结构主参数的设计计算_石宝枢

=
D2i 4
- (B 1
- 0.
17Dw )2
所以 , 保持架两端圆柱面内径
D 1 =2
D2i 4
- (B 1
- 0.
17Dw )2
(9)
3. 8 L 的设计计算
六等分窗孔球笼式保持架通过球面中心的剖
面图如图 4所示 , 每个窗孔长 L 、每个内球面梁宽
S i 和外球面梁宽 Se 均相等。若已知 De 和 L, 不难
主参数有 :D e , D i, D1 , B , B 1 , B 2 , L 和 L1 。现分别做
如下推导。
3. 1 D e 的设计计算
球笼式万向节中 , 当两轴夹角 α=0 时 , 钢球
与保持架窗孔侧壁中点接触 (相切 )受力最均
匀 [ 3] 。所以 , 根据已知的 D 、e、αm ax和 ε值等约束
的活动范围为 L -Dw 。显然 , 每一窗孔的磨削长度 L1 应等于 L -Dw 。考虑到窗孔冲压的等分和磨削的对称度等误差的影响 , 使窗孔的磨削部位 (即
L1 区域 )形成综合的累积误差。为消除此影响 , 给钢球以足够的活动空间 , 拟在 L - Dw 的基础上再加上 εL (一般 εL =0. 5 ～ 1), 所以 , L1 可按下式计算并适当圆整。
球笼式保持架窗孔的加工工艺过程为 :冲孔
→铣 (或拉 )孔 →磨。显然 , 窗孔的冲压宽度B 3应
石宝枢 :六等分窗孔球笼式保持架结构主参数的设计计算
9
在窗孔宽度 B2 的基础上预留铣 (或拉 )孔和磨加
工的余量。由此 , B 3 可按下式计算并适当圆整。
B3 =B2 - εB

伸缩型球笼式等速万向节设计

伸缩型球笼式等速万向节设计一、概述二、设计原则1.承受扭矩要求：根据实际应用情况确定伸缩型球笼式等速万向节要承受的最大扭矩，以保证其在工作过程中不会发生破坏。

2.弯曲角度和位移确定：根据车轮悬挂系统的运动轨迹和传动轴的安装位置，确定伸缩型球笼式等速万向节在工作过程中的最大弯曲角度和位移。

3.等速特性：为了保证传动过程中传动轴和驱动轴的角速度保持恒定，需要通过设计合适的几何形状来满足等速要求。

三、设计步骤1.确定传动系统参数：根据实际应用情况，确定传动系统的参数，包括传输功率、转速、扭矩等。

2.选择合适的材料：根据承受扭矩和工作条件要求，选择适合的材料来制作球笼、滚珠和轴套。

3.设计球笼形状：根据弯曲角度和位移要求，设计球笼的几何形状，以使其在工作过程中能够承受相应的力矩。

4.设计滚珠数量和尺寸：根据传输功率和转速要求，确定滚珠的数量和尺寸，以使其能够承受相应的载荷。

5.设计轴套形状：根据球笼和滚珠的几何形状，设计轴套的形状，以确保球笼和滚珠能够顺利运动。

6.进行强度校核：根据设计结果，进行强度校核，以确保伸缩型球笼式等速万向节的安全可靠。

四、设计优化为了提高伸缩型球笼式等速万向节的性能，可以进行以下优化：1.材料优化：选择优质的材料，以提高伸缩型球笼式等速万向节的强度和耐用性。

2.结构优化：通过改变球笼、滚珠和轴套的几何形状，优化结构布局，以降低摩擦和磨损，提高传动效率。

3.润滑优化：选择合适的润滑剂和润滑方式来减少摩擦和磨损，延长伸缩型球笼式等速万向节的使用寿命。

四、总结伸缩型球笼式等速万向节是一种重要的汽车传动系统零部件，通过设计合适的几何形状和优化材料选取，可以实现稳定的传动效果。

在设计过程中，需要考虑承受扭矩要求、弯曲角度和位移确定、等速特性等因素，以确保伸缩型球笼式等速万向节的性能和安全可靠。

球笼式万向节内部结构主参数的设计计算

球笼式万向节内部结构主参数的设计计算主要参数设计计算包括以下几个方面：
1.材料选择和材料强度计算：
根据球笼式万向节所处的工作环境和要求，选择合适的材料。

通常情
况下，球笼式万向节的主要部件如球笼、球套和球分成器宜选用高强度合
金钢材料。

通过对所选材料的强度参数计算，如抗拉强度、屈服强度等，
以验证材料的可用性和合适性。

3.润滑剂选择和润滑计算：
4.运动稳定性计算：
以上仅是球笼式万向节内部结构主参数设计计算的一些关键方面，具
体的计算过程和公式需要根据具体的设计要求和工作环境来确定。

在设计
和计算过程中，需要考虑到球笼式万向节的功能要求、安全性和可靠性等
因素，以保证其正常运行并满足设计要求。

整个设计计算过程需要使用一系列的工程计算方法和软件工具，并且
需要进行适当的验证和实验来验证设计结果的合理性和可行性。

此外，还
需要对设计结果进行评估和优化，以确保设计的性能和可靠性达到最优化。

球笼(等速万向节)技术资料

球笼（等速万向节）技术资料本为主要介绍等球笼(以下称等速万向节)，的相关技术参数及分析资料。

第一节等速万向节设计的最新动态与方向等速万向节广泛应用于前置前驱轿车的转向驱动桥中。

驱动桥中。

靠近车轮侧，一、靠近车轮侧，即外侧的等速万向节通常采用Birfield(固定型)球笼式万向节，(固定型)球笼式万向节，通常采用允许传动轴(驱动轴)夹角变化。

允许传动轴(驱动轴)夹角变化。

桑塔纳2000奥迪、奥拓、丰田、2000、桑塔纳2000、奥迪、奥拓、丰田、日产等上海捷迈公司生产的固定型球笼式万向节InnerRaceBallsCageOuterRace圆弧槽滚道型球叉式万向节，圆弧槽滚道型球叉式万向节，也是等速万向但每次只有两个钢球传力，节，但每次只有两个钢球传力，传递转矩能力较小;钢球磨损较快，使钢球与滚道间的预紧较小;钢球磨损较快，力减小，会破坏传动的等速性。

力减小，会破坏传动的等速性。

不适合高速和连续运转工况，较少采用。

连续运转工况，较少采用。

二、靠近差速器侧，即内侧的等速万向节靠近差速器侧，通常采用三叉式(三球销式通常采用三叉式(三球销式，Tripod)或伸缩)型球笼式万向节允许传动轴(驱动轴)万向节，型球笼式万向节，允许传动轴(驱动轴)长度和夹角的变化，夹角的变化，以补偿由于前轮跳动和载荷变化引起的轮距变化。

起的轮距变化。

三球销式组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。

组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。

壳为主动件，壳为主动件，沿内圆周均匀开有三条平行于轴线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，还由平行槽带动运动。

还由平行槽带动运动。

PlungeJoint运动：当车轮向上跳动时，轮毂和传动轴的距运动：当车轮向上跳动时，离变大，三销轴向外移动。

离变大，三销轴向外移动。

球笼式万向节设计.

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）集团哈迪佩塞公司成功滴研制了比较理想的球笼联轴器（称Birfield型：或普通型，简称BJ型）。

1963年日本东洋轴承株式会社引进这项新技术，进行了大量生产、销售，并于1965年又试制成功了可作轴向滑动的伸缩型（亦称双效补偿型，简称DOJ型）球笼万向联轴器。

目前，球笼式等速万向节已在日、英、美、德、法、意等12个国家进行了专利主城。

Birfield型和Rzeppa型万向节在结构上的最大区别，除没有分度机构外，还在于钢球滚道的几何学与断面形状不一样。

Rzeppa型万向节用的是单圆弧的钢球滚道，单圆弧滚到其半径大一个间隙，因此最大接触应力常发生在滚道边缘处。

当钢球的载荷很大时，滚道边缘易被挤压坏，从而降低了工作能力。

Birfield （BJ型）万向节的钢球滚道横断面的轮廓为椭圆型，骑等角速传动是依靠外套滚到中心A、内套滚到中心B等偏置地位于万向节中心O的两侧实现的。

球笼式万向节设计

球笼式万向节设计
摘要
本文研究并设计了一种球笼式万向节，它具有单向自由度，可以实现偏转、折叠和复位，同时具有低重心、小体积、节点可靠性高和无需复杂维护等优点。

文中详细介绍了球笼式万向节的基本构造及其结构外形。

通过Matlab编程求解了球笼式万向节弹簧力的数值解。

最后，在万向节和机械臂有限指令的基础上，构建了一个无人机控制系统，以测试球笼式万向节的机动性能。

1、绪论
万向节是机械臂件的重要组成部分，主要用于改变传动机构的方向。

万向节存在着转动力矩、尺寸大小及可靠性能等方面的局限性，因此，在其设计中要注意力求合理性、结构完善性和可靠性。

本文以球笼式万向节为研究对象，重点对其外形结构和控制性能进行了研究。

2、球笼式万向节结构特点
球笼式万向节由嵌入式旋转球笼组成，该球笼有两个可以偏转的半球构件，由三个精密销轴结合而成。

当球笼式万向节接触两个机器臂时，它将传输转角，进而将机器臂的运动方向发生变化。

球笼式万向节具有安装及使用方便、有利于机器臂手腕部的低重心、压力大、不受外力影响、容易复位和低成本等优点，是一种理想的模块化连接件。

球笼式等速万向节的结构设计

球笼式等速万向节的结构设计一、结构设计球笼式等速万向节由内球笼、外球笼、滚珠和万向节套组成。

内球笼和外球笼通过滚珠连接，能够使两个轴线在任意角度下均保持等速传动。

内球笼和外球笼的接触面采用球面滚道设计，以减小接触应力和磨损。

球笼的结构设计应确保稳定性和可靠性，并满足正常工作条件下的载荷和转速要求。

二、材料选择球笼式等速万向节主要承受转矩和轴向力，因此材料的选择需要具备较高的强度和耐磨性。

常见的材料有铸铁、合金钢和不锈钢等。

铸铁具有良好的刚性和耐磨性，但相对较重，适用于重负荷和高转速的工况；合金钢具有较高的强度和韧性，适用于中等载荷和转速的工况；不锈钢具有良好的耐腐蚀性和低温性能，适用于特殊工况。

三、加工工艺球笼式等速万向节的加工工艺主要包括锻造、车削、磨削和热处理等。

锻造是制造球笼等主要零件的常用工艺，可以提高材料的强度和致密度；车削和磨削是加工球面滚道的关键工序，需要精确控制工艺参数以保证加工质量；热处理可以改善材料的硬度和韧性，提高零件的使用性能。

四、性能测试球笼式等速万向节的性能测试主要包括耐久性测试、扭转角度测试和传动效率测试等。

耐久性测试是评价球笼式等速万向节使用寿命的重要指标，可以通过模拟实际工况进行长时间的试验；扭转角度测试是评价球笼式等速万向节传动特性的关键指标，可以通过测量其在不同角度下的扭转阻力来评估其工作性能；传动效率测试是评价球笼式等速万向节传动效率的指标，可以通过测量输入功率和输出功率来计算传动效率。

综上所述，球笼式等速万向节的结构设计、材料选择、加工工艺和性能测试等方面都对其性能和可靠性有着重要影响。

只有在这些方面都得到合理的设计和优化，才能保证球笼式等速万向节在汽车驱动系统中发挥良好的作用。

探究球笼式等速万向节的球面配合

探究球笼式等速万向节的球面配合球笼式等速万向节是一种常用的机械传动装置，在汽车和机械设备上被广泛应用。

它的主要作用是连接两个轴线不一致的部件，并且可以在不同的角度下传递动力。

球面配合是球笼式等速万向节中最关键的部件之一，它通过球面间的配合来实现传递力矩和角速度的功能。

在本文中，将探究球笼式等速万向节的球面配合的结构特点、工作原理以及相关的设计和制造技术。

一、球笼式等速万向节的结构特点球笼式等速万向节通常由内外球笼、球道和球形接触面等几个主要部件组成。

内、外球笼分别固定在两个连接轴上，通过球道内的滚珠或滚子，在不同角度下实现对传动力的传递。

球面配合是球笼式等速万向节中最关键的部件之一，它承担着传递力矩和角速度的功能。

球面配合通常由轴承钢、合金钢或其他特殊合金材料制成，具有良好的耐磨性和抗疲劳性能。

二、球面配合的工作原理球面配合通过球道内的滚珠或滚子，在不同角度下实现对传动力的传递。

当两个轴线呈不同角度时，球面配合可以通过球道内的滚珠或滚子实现角度偏移，从而实现动力的传递。

由于滚动的接触方式，球面配合在工作时产生较小的摩擦力和磨损，使得其具有较长的使用寿命和稳定的传动性能。

三、球面配合的设计和制造技术球面配合的设计和制造技术是影响球笼式等速万向节传动性能的关键因素之一。

球面配合的设计需要考虑到载荷、转速、工作温度等因素，选择合适的材料和配合形状，确保其具有良好的耐磨性和抗疲劳性能。

球面配合的制造需要采用精密加工工艺，确保其表面光洁度和尺寸精度，以减小摩擦力和磨损，并提高传动效率。

球面配合的装配和润滑也是影响其工作性能的重要因素，必须严格按照设计要求进行装配，并选用合适的润滑剂，保证其良好的工作状态。

球笼式等速万向节的球面配合是实现其传动功能的关键部件，其结构特点、工作原理和设计制造技术对其传动性能具有重要影响。

通过深入研究和优化设计制造技术，可以提高球笼式等速万向节的传动效率和使用寿命，满足不同机械设备对传动性能的要求。

球笼式万向节设计资料

Bk-------钟形壳内球面轴向长度
Kb-------保持架宽度系数
E--------保持架厚度加强值
Eb------保持架窗口精加工余量
L--------保持架窗口长度
El-------保持架窗口长度加长值
L1------保持架窗口磨削长度
So------保持架外球面梁宽度
Si-------保持架内球面梁宽
若已知Dw、D、e、amax，Eo。
Do的计算
Do=2
式中：一般amax=47°；E=0.2-0.8。
Di的计算
Di=2 （2）
式中：一般amax=47°；E=0.2-0.8。
B的计算
B≤Bk
Bk=2Dw
B按下式计算并适当圆整。
B=KB*Dw
式中：一般KB=1.8-1.9
B1的计算
B1=
B2的确定
由于球笼式保持架窗口与相应的钢球过盈配合所以B2的公称尺寸与相应的钢球的公称直径相等B2=Dw
Dw----钢球直径
D------钢球回转中心
D1----保持架两端圆柱面内径
Do----外球面直径
Di-----内球面直径
e------偏心距
a-----两轴夹角
amax----两轴夹角的最大值
B--------保持架宽度
B1------中心至基准面的距离
B2-------窗口宽度
B3-------窗口冲压宽度
沟缘倒角的作用：
避免棱角接触，防止出现热处理过热及裂纹等缺陷。
增加钟形壳内润滑脂的空间，改善万向节的润滑性能。
亦是装配倒角，使保持架沿兜孔顺利装入钟形壳内。
几种不同的可移动端球笼的特性
DOJ：具有滑移阻力小，滑移量大而极限轴间角（18°）小等特点。

球笼式万向节钢球回转中心径及相关尺寸的设计计算

整个球笼式万向节壁厚的中点，为此，引入钢球中心径系数的概念，可按下式确定Ｄ值
Ｄ＝ＤＤＩ（＋）（）１
ｅ ——钟形壳和星形套沟道中心与其球面中
心的距离（亦称偏心距）ｍ，ｍ
— —
两轴夹角，。（）
—
—
球面径。
＝
｛（
＋『）＝
（）４
１２２偏心距ｅ的确定．．
钟形壳沟道曲率中心Ａ与其内球面中心０的偏心距为Ｏ星形套沟道曲率中心Ｂ与其外球面Ａ；中心０的偏心距为Ｄ。根据球导主曲率大于钟形壳与球面最大共轭诱导主曲率，以，所星形套接触点附近的弹性变形区较小，接触应力较大，易先磨损，因此，该接触点处的寿命最短。显然，星形套成为球笼式万向
节较薄弱的环节之一。在设计上，通过增加其要
有效壁厚来提高其承载力¨ 。Ｊ整个球笼式万向节壁厚中点径为（＋。／ＤＤ）２为增加星形套壁厚，，必须使钢球回转中心超过
１钢球回转中心径的设计计算
１１根据外形尺寸设计计算．球笼式万向节钟形壳外径Ｄ和星形套内花键大径（根圆直径）。定了该产品的规格大齿Ｄ决小。一般钢球回转中心径Ｄ与Ｄ。Ｄ成正比。和
图１钢琢与保持采的接触
＝＝
设Ｃ为Ｃ、，的中点：Ｃ
所以Ｏ：Ｃ：０Ｃ：＋下３ＣＣ

球笼式万向节设计

球笼式万向节设计球笼式万向节是一种常见的车辆传动系统中的重要部件，它能够传递引擎的动力到车轮上，并且在车辆转弯时，能够保持发动机的输出轴与驱动轴之间的角度不变。

本文将详细介绍球笼式万向节的设计原理、结构以及相关的应用和优缺点。

设计原理：球笼式万向节基于Cardan原理，利用两个相互垂直的万向轴连接两个轴线偏转角度不同的轴。

它由两个铰接的关节和一个球笼组成。

其中，一个关节连接发动机输出轴，另一个关节连接驱动轴，球笼连接两个关节。

当两个轴偏转角度不同时，球笼可在空间内自由倾转，使两个关节保持相对角度不变，从而传递动力。

结构：球笼式万向节的主要部件有外球笼、内球笼、滚柱和滚道。

外球笼和内球笼中各有一个环形滚道，滚柱装在外球笼和内球笼的滚道之间。

当两个轴线偏转时，滚柱与滚道相互相对滚动，使得两个关节保持相对角度不变。

外球笼通过轴承装在发动机输出轴上，内球笼通过轴承装在驱动轴上。

滚柱呈正十字形交叉摆放，通过滚道滚动实现两轴线的转动。

应用：球笼式万向节广泛应用于前驱车和四驱车的驱动轴，以及一些工程机械设备的传动系统中。

它能够有效传递发动机的动力，同时允许驱动轴在转弯时有所偏转，保持稳定的驾驶性能。

球笼式万向节还被应用于一些舞台机械和机械臂等设备中，用于传递动力和保持稳定的结构。

优缺点：1.可以承受较大的扭矩和冲击载荷，具有良好的传动性能；2.具有较大的偏转角度范围，能够适应车辆转弯时的变化；3.结构简单，易于制造和维修；4.可靠性高，使用寿命长。

然而，球笼式万向节也存在一些缺点：1.由于滚柱的存在，使得传动效率较低；2.转速受限，不适用于高速传动系统；3.体积相对较大，占据空间较多。

总结：球笼式万向节是一种常用的传动系统部件，它能够平稳传递动力并保持转轴之间的角度不变，具有良好的传动性能和可靠性。

然而，由于其结构和使用条件的限制，它在一些高速传动系统中可能不适用。

未来，随着技术的进步和创新，我们可以期待对球笼式万向节的进一步研究和改进，以满足不同应用领域的需求。

球笼式万向节的结构设计与传动效率分析

毕业设计说明书课题：球笼式万向节的结构设计与传动效率分析摘要球笼式等速万向节是汽车工业中十分重要的部件之一，对其行结构设计和效率分析，对提升车辆的动力性能具有十分重要的意义。

本文在对车辆动力性能需求进行分析的基础上，对Birfield型球笼式等速万向节的结构进行了系统性的设计，对钢球的运动轨迹、钢球的径向速度、加速度和轴向速度、加速度进行了研究，深入研究了钢球受力和保持架受力情况以及钢球与保持架、钢球与内外滚道间的摩擦扭矩，建立一套受力与输入扭矩、偏转角；效率与摩擦系数、偏转角之间关系数学模型。

利用二维制图软件CAD、三维制图软件PRO/E对设计的万向节进行二维和三维建模，利用仿真软件MATLAB对钢球受力、保持架受力，钢球与内外滚道间的摩擦扭矩、保持架与钢球之间的摩擦扭矩进行仿真。

仿真结果表明本文模型与实际应用中的实体相吻合，对车辆制造具有一定的指导意义。

关键词等速万向节结构设计运动分析受力分析效率仿真分析AbstractRzeppa constant velocity joint is one of the important parts in the automobile industry.Its structure and efficiency is very important for the performance of the vehicle.This article is based on the dynamic performance of the vehicle.The structure of Birfield type ball cage constant velocity universal joint has carried on the systematic design. The motion trajectory of steel ball, steel ball axial and radial velocity, acceleration and velocity and acceleration are studied, The in-depth study on the stress of steel ball and cage stress distribution and ball and cage, ball and friction torque between the inner and outer raceway,To establish a setof the mathematical of the relationship between of force and input torque andAngle of deflection, relationship between efficiency and deflection Angle, friction coefficient.Using Two-dimensional drawing software CAD, three-dimensional mapping software PRO / E gimbal design two-dimensional and three-dimensional modeling, Using the simulation software MATLAB to the steel ball bearing, cage bearing, steel ball and the friction torque between the inner and outer raceway, between cage and steel friction torque are simulated. Simulation results show that the proposed model and the practical application of consistent entity has certain guiding significance for the vehicle manufacturer.Keywords: Rzeppa constant velocity joint; The structure design; Motion analysis ; Stress analysis; efficiency ;Simulation analysis.目录摘要 (1)1 引言 (4)1.1 课题研究的来源、内容及意义 (4)1.2 万向节的种类与发展 (4)1.3 球笼式万向节的国内外现状 (5)2 球笼式万向节的结构以及主要参数设定 (7)2.1 结构介绍及工作原理 (7)2.2 等速原理 (8)2.3 主要参数设定 (8)2.3.1 轴径的基本参数 (8)2.3.2 钢球的基本参数 (9)2.3.3 钟形壳的基本参数 (9)2.3.4 球笼（保持架）的基本参数 (9)2.3.5 星形套基本参数 (10)2.3.6 沟道偏心距 (10)3 球笼式万向节的运动分析 (10)3.1 钢球的运动分析 (10)3.1.1 钢球的运动轨迹 (10)3.1.2 钢球在径向与轴向的运动 (13)3.2 保持架的运动分析 (15)4 球笼式万向节的受力分析 (15)4.1 钢球的受力分析 (15)4.2 保持架的受力分析 (16)4.2.1 保持架与钢球之间的受力 (16)4.2.2 保持架与内、外滚道之间的受力 (17)5 球笼式万向节的润滑 (17)6 球笼式万向的效率分析 (18)6.1 效率损失的主要形式 (18)6.2 效率公式的推导 (19)6.3 钢球与内、外滚道之间的摩擦扭矩 (20)6.4 保持架与钢球之间的摩擦扭矩 (21)6.5 保持架与内外滚道之间的摩擦扭矩 (21)7 仿真结果分析 (22)7.1 受力仿真 (23)7.2 摩擦扭矩仿真 (24)7.3 效率仿真 (25)8 设计感想 (26)9 谢词 (26)10 参考文献 (27)11 附录 (28)1引言1.1 课题研究的来源、内容及意义课题来源：江苏省自然科学基金面上研究项目（BK20131221）：《基于工况的电动汽车轮边驱传动系统动态能耗机理研究》。

球笼式等速万向节的结构设计

球笼式等速万向节的结构设计首先，球笼式等速万向节主要由内外转向角的球笼、滚针组、内外球道、套筒和密封件等部分构成。

内外转向角的球笼是球笼式等速万向节的核心部件，它由多个相互连接的球笼组成，在传递转矩的同时能够允许一定的角度偏差。

球笼通常采用高强度合金钢材料制造，具有较高的强度和耐磨性。

滚针组由多个滚针和保持架组成，其作用是保持内外球道之间的间隙，同时在传递转矩的同时减小滑动摩擦，提高传动效率。

滚针通常采用高硬度、高耐磨的材料制造，保持架通常采用强度高、刚性好的材料制造。

内外球道是球笼式等速万向节的支撑部件，其作用是固定滚针组和球笼，并保持其相对位置。

内外球道采用高强度合金钢材料制造，具有较高的强度和刚性。

套筒是球笼式等速万向节的连接部件，其作用是连接球笼和外部传动装置。

套筒通常采用高强度合金钢材料制造，具有较高的强度和耐磨性。

密封件是球笼式等速万向节的重要组成部分，其作用是防止润滑油泄漏和灰尘进入，保护内部零部件的正常工作。

常见的密封件有油封、O型圈和密封胶等，其材料通常采用耐油、耐磨的橡胶材料制造。

在球笼式等速万向节的结构设计中，需要考虑以下几个关键因素：1.载荷能力：根据实际应用需求，确定等速万向节的承载能力，确保其能够稳定传递转矩。

2.允许偏差角度：确定球笼的数量和大小，以允许一定的角度偏差，以适应实际传动需求。

3.密封性能：通过选择合适的密封件材料和结构，确保等速万向节的密封性能，防止润滑油泄漏和灰尘进入。

4.耐磨性能：通过选择合适的材料和表面处理方法，提高等速万向节的耐磨性能，延长使用寿命。

5.安装和拆卸便利性：考虑等速万向节的安装和拆卸难度，设计合理的连接方式和结构，提高操作便利性。

6.刚性和精度：通过优化设计，提高等速万向节的刚性和传动精度，确保传动效果的稳定性和精确性。

综上所述，球笼式等速万向节的结构设计需要综合考虑多个因素，包括载荷能力、偏差角度、密封性能、耐磨性能、安装和拆卸便利性、刚性和精度等。

球笼式万向节设计

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。

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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）集团哈迪佩塞公司成功滴研制了比较理想的球笼联轴器（称Birfield型：或普通型，简称BJ型）。

1963年日本东洋轴承株式会社引进这项新技术，进行了大量生产、销售，并于1965年又试制成功了可作轴向滑动的伸缩型（亦称双效补偿型，简称DOJ型）球笼万向联轴器。

目前，球笼式等速万向节已在日、英、美、德、法、意等12个国家进行了专利主城。

Birfield型和Rzeppa型万向节在结构上的最大区别，除没有分度机构外，还在于钢球滚道的几何学与断面形状不一样。

Rzeppa型万向节用的是单圆弧的钢球滚道，单圆弧滚到其半径大一个间隙，因此最大接触应力常发生在滚道边缘处。

当钢球的载荷很大时，滚道边缘易被挤压坏，从而降低了工作能力。

Birfield （BJ型）万向节的钢球滚道横断面的轮廓为椭圆型，骑等角速传动是依靠外套滚到中心A、内套滚到中心B等偏置地位于万向节中心O的两侧实现的。

球笼式万向联轴器结构

球笼式万向联轴器结构
球笼式万向联轴器是一种广泛应用于机械传动系统的联轴器类型，它的主要结构由三
个部分组成：内球笼、外球笼和中心轴。

其中，内球笼和外球笼互相套入，可以互相转动，中心轴连接在内球笼和外球笼之间，使内球笼和外球笼之间实现联接。

内球笼采用球面，与外球笼的内壳表面接触，外球笼的外壳表面则采用球面同样与内
球笼相接。

中心轴连接在内腔和外腔之间，并保证两个腔之间的同轴性。

球笼式万向联轴器主要由钢材制成，其内外球笼采用高精度的加工工艺。

由于球笼式
万向联轴器是通过球面之间的契合以实现传递动力的，同时它也可以在一定角度范围内进
行偏转，所以可靠性和传动效率相比于其他联轴器更加优秀。

其工作原理如下：在两个球笼之间发生转动时，内球笼和外球笼之间就会产生一个倾
斜的夹角，并且为了保持两个球笼的同心度，夹角将会通过大小不一的四个联接杆以及导
向管来传递。

在传递过程中，导向管扮演着起到引导作用。

在工作过程中，受到的载荷可能会导致联轴器产生弯曲，使得两个球笼之间的转动轴
偏斜，因此联轴器需要具有一定的弯曲容许度，这就需要联轴器在设计时考虑各种力学因素，以确保弯曲容许度的正确掌握。

总之，球笼式万向联轴器是一种可靠性和传动效率都非常高的联轴器类型，由于其结
构的特殊性和工作原理的巧妙性，使得它在传动系统中得到广泛的应用。

球笼万向节计算AT

车辆的平均平均行使速度
Vm=a1V1+a2V2+a3V3+a4V4+a5V5＋a6V6=
Rdyn= V5 0.00
83.84
0.301 V6 0.00
km/h
Mx—各档扭矩，以发动机最大转矩的2/3驱动，而且各档均速，计算得：
M1
M2
M3
M4
M5
M6
654.32 360.01 240.13 170.70
nx
nM ix
(rpm)
n1
n2
n3
n4
n5
n6
311.78 566.64 849.53 1195.08 0.00
0.00
Vx—各档时的车速：
Vx
=
2
R dynn x 60
3600 1000
=0.377Rdyn nx
Rdyn——轮胎的动态滚动半径，取
V1
V2
V3
V4
35.38 64.30 96.40 135.61
0.00
1 a1 a2 a3 a4 a5 a6 Lh Lh1 Lh2 Lh3 Lh4 Lh5 Lh6
Lh ─万向节的时间寿命（小时）
计算得
Lh ＝ 1629.40 h
其千米耐久性
Ls Lhvm
计算得
Ls 136614 km
满足耐久性要求
球笼式等速万向节寿命估算
参数
ax ix nx Vx Mx Lhx(h)
档位
1
2
3
4
5
6
0.01
0.05
0.27
0.40
0.27
0.00
12.83
7.06

伸缩型球笼式等速万向节设计

毕业设计说明书伸缩型球笼式等速万向节设计系 (院): 机械工程系专业：机械制造与自动化班级: 08112学号：22姓名:0.0指导教师：0.0成都工业学院2021年5月25日摘要伸缩型球笼式等速万向节是汽车的关键部件之一，它直接影响车辆的转向驱动性能。

本设计根据在汽车传动系统的结构的布置，确定球笼式等速万向节的结构特点与参数等。

对球笼式等速万向节的等速性、运动规律、受力情况、效率和寿命进行了深入分析。

对重要零件进行了材料的选择和工艺性分析。

并且运用三维制图软件Pro-e和二维制图软件caxa，进行了辅助分析。

关键词等速万向节汽车设计分析效率使用寿命软件ABSTRACTTelescopic type of ball cage patterned constant speed universal joint is one of the key components of cars, which directly affect vehicles to drive performance.This design according to the structure in auto transmission system, to determine the layout of ball cage patterned constant speed universal joint structure characteristics and parameters etc. Of ball cage patterned constant speed universal joint of constant sex, motion, stress, efficiency and analyzes the service life.An important part of the analysis of the choice of materials and workmanship. And to use 3d drawing software Pro - e and 2d graphics software caxa, the auxiliary analysis.Keywords: rzeppa constant velocity joins; Car; Design; Analysis; Efficiency; Service life; software.目录摘要 (1)0 引言 (6)0.1 汽车万向节与传动轴技术开展综述 (6)0.2 球笼式等速万向节的开展状况 (7)0.3 球笼式等速万向节的润滑及密封技术现状 (8)1 万向节结构与设计参数确定 (9)1.1 结构选择 (9)1.2 等速证明 (11)1.3 等速万向节等速的保证 (12)1.4参数确定 (15)1.4.1 万向节轴径和钢球直径 (15)1.4.2 钢球回转中心径 (17)1.4.3 筒形外壳沟道沟槽形状及设计参数 (17)1.4.4 沟道偏心距 (18)1.4.5 万向节根本尺寸确实定 (19)2 万向节运动分析与力学分析 (23)2.1 钢球的运动分析 (24)2.1.1 钢球的运动轨迹 (24)2.1.2 钢球沿y轴方向运动 (26)2.1.3 钢球沿径向运动 (27)2.1.4 钢球的切向速度与切向加速度 (28)2.2 万向节受力分析 (30)2.2.1 钢球位置计算 (30)2.2.2 钢球运动平面与原始平面对应半径的夹角 (32)2.2.4 椭圆上各钢球的圆周力 (33)2.3 保持架运动和受力分析 (34)3 万向节主要零件的材料选择及工艺流程 (36)3.1 筒形外壳 (36)3.1.1 筒形外壳材料的选择 (36)3.1.2 筒形外壳工艺流程 (36)3.2 球笼 (38)3.2.1 球笼材料的选择 (38)3.3 星形套 (40)3.3.1 星形套材料选择 (40)3.3.2 星形套工艺流程 (41)3.4 半轴 (42)3.4.1 半轴材料的选择 (42)3.5 钢球 (43)3.5.1 钢球材料选择 (43)3.6 星形套与半轴的固定 (43)4 制造技术 (43)5 球笼式万向节的润滑 (44)6 等速万向节的效率 (45)6.1效率公式的推导; (46)6.2 扭矩损失公式的推导: (46)6.3 钢球与内外滚道之间的摩擦损失： (47)6.4 钢球与保持架之间的摩擦损失： (48)6.5 外滚道与保持架之间的摩擦损失： (48)6.6 内滚道与保持架之间的摩擦损失： (49)7 万向节寿命分析 (50)8 设计总结 (56)10 谢词 (57)11 参考文献 (59)0 引言0.1 汽车万向节与传动轴技术开展综述在汽车传动系和驱动系中，万向节和传动轴作为一种重要的工程部件获得了广泛的应用。

球笼式万向节的组成

球笼式万向节的组成
球笼式万向节是以钢制球笼和动环两个主要部件组成的一种轴颈联动机构，可给出一个轴和另一个轴之间的任意角度位置的轴承支撑，为液压传动和变速箱传动提供可变的传动轴。

一、球笼
1、球笼由上环、球笼和下环组成，上环和下环是用薄钢板、中形管或六角形管焊接，焊接后形成的一个固定的环形结构，中间放有球形或气球形滚珠，使球笼内有可以旋转的节奏。

2、球笼皮里内壁有舌齿，滚珠在舌齿上和它所紧贴之处，上环、中间滚珠以及下环都有多个斜切孔，斜切孔之间设有螺钉用以连接。

3、球笼外壁的凸缘形成的止动开口，当滚珠充分回动时，止动开口阻止滚珠的过度回动，从而使球笼组成物的定位精度得以保持。

二、动环
1、动环由节圈和轴环组成，表面有舌齿，两端有斜孔，内部有滚珠。

2、在安装过程中，动环外壁的凸缘会与球笼内壁滚珠凸缘形成止动开
口，阻止滚珠多次回动；
3、节圈用螺栓或螺钉连接着，使变形量小，精度高。

三、特点
1、滚珠密封良好，外壁有止动开口，滚珠的回动受到控制，使组装的
球笼式万向节具有良好的运转特性。

2、动环内外有止动开口，滚珠的定位精度高，球笼可以在高低温环境
下工作，不受温度影响。

3、由于采用斜切孔建立结构，球笼式万向节具有良好的密封性，耐腐
蚀性好。

4、球笼式万向节能够提供足够的接触角度，能够承受较大的工作载荷。