等速万向节如球笼式万向节

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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。

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。

球笼式等速万向节滚道接触应力的有限元分析

Ｎｏ３．
Ｍａ．０１ｒ１２
机械设计与制造
５１
析，设置对应的时间步和载荷步，将不同的滚道截面类型的万向３有限元分析结果与赫兹接触理论计算值的比较分析．３节按照以上方法建立对应的有限元模型，然后分别运行求解。计将以上通过有限元分析方法计算出的不同滚道截面类型的算结束后，ＡＳＳ在ＮＹ后处理模块中，查看球笼式万向节受力状态万向节的内外滚道的最大接触应力的数值解同参照文献中通过下的等效应力云图，本文计算出的接触应力，采用ｙｎＭｉｓｏｓ屈服赫兹接触理论方法计算出的理论值进行比较，以验证有限元方ｅ用准则表示为等效应力。其不同滚道截面类型的万向节内外滚道接法的可行可信性。将数值解与理论值通过相对误差公式：
进行误差比对。其接触应力大小及误差比较，如表１所示。
ＭＰ）如图９图１所示，、２双心弧型截面滚道类型的万向节内滚道表１接触应力数值解与理论值比较（ａ
如图ｌ、１所示，０图３椭圆型截面滚道类型的万向节内滚道最大接触应力为３ＭＰ，３６ａ外滚道最大接触应力为２０Ｍａ１７８Ｐ。由有限元分析结果可知，三种不同滚道截面类型的万向节的内滚道的接触应力都普遍大于外滚道上的接触应力，星形套内
１９（）１— ３９９３：２１
３陈静．轿车驱动轴等速万向节结构强度的有限元分析［］Ｄ．大学学吉林
报，０５８２０（）
４汤双清，欢．胡球笼式等速万向节三点接触沟道的设计分析［］承，Ｊ．轴

球笼式万向节名词解释

球笼式万向节名词解释
球笼式万向节属于等速万向节。

万向节即万向接头，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。

球笼式万向节工作原理如下：
1、根据万向节轴向能否运动，又可区分为轴向不能伸缩型（固定型）球笼式万向节和可伸缩型球笼式万向节；
2、结构上固定型球笼式万向节的星形套的内表面以内花键与传动轴连接，它的外表面制有6个弧形凹槽作为钢球的内滚道，外滚道做在球形壳的内表面上；
3、星形套与球形壳装合后形成的6个滚道内各装1个钢球，并由保持架（球笼）使6个钢球处于同一平面内。

动力由传动轴经钢球、球形壳传出；
4、可伸缩型球笼式万向节的结构特点是于筒形壳的内壁和星形套的外部做有圆柱形直槽，在两者装合后所形成的滚道内装有钢球；
5、钢球同时也装在保持架的孔内。

星形套内孔做有花键用来与输入轴连接。

这一结构允许星形套与简形壳相对在轴向方向移动。

球笼式等速万向节装配教案

球笼式等速万向节装配教案教案标题：球笼式等速万向节装配教案教学目标：1. 了解球笼式等速万向节的定义、结构和工作原理。

2. 学习球笼式等速万向节的装配步骤和注意事项。

3. 掌握球笼式等速万向节的常见故障排除方法。

教学准备：1. 球笼式等速万向节的实物模型或图片资料。

2. 装配球笼式等速万向节所需的工具和材料。

3. 教学投影仪或黑板、粉笔等教学工具。

教学步骤：引入：1. 通过展示球笼式等速万向节的实物模型或图片资料，引起学生的兴趣和好奇心。

2. 提问学生对球笼式等速万向节的了解程度，并解答学生提出的问题。

正文：3. 介绍球笼式等速万向节的定义、结构和工作原理，通过图示或示意图进行讲解。

4. 分步骤教授球笼式等速万向节的装配方法，包括：a. 准备工作：清洁工作台、工具和零件。

b. 安装球笼：将球笼放入轴承座内，并确保球笼与轴承座完全契合。

c. 安装滚珠：将滚珠放入球笼的凹槽中，确保滚珠能够自由滚动。

d. 安装外套：将外套套在球笼上，并确保外套与轴承座紧密连接。

e. 检查装配质量：检查球笼、滚珠和外套的装配是否正确、稳固。

实践操作：5. 将学生分成小组，每个小组配备一套球笼式等速万向节的零件和工具。

6. 让学生按照教师的指导，进行球笼式等速万向节的装配操作。

7. 教师巡视指导，纠正学生操作中的错误，并鼓励学生互相合作、交流。

总结：8. 总结球笼式等速万向节的装配步骤和注意事项，强调装配的重要性和正确性。

9. 引导学生思考球笼式等速万向节在机械装置中的作用和意义。

拓展：10. 鼓励学生自主学习球笼式等速万向节的常见故障排除方法，并进行相关讨论。

评估：11. 设计一份简单的装配练习题，考察学生对球笼式等速万向节装配步骤的掌握程度。

12. 对学生的装配操作和参与度进行评估，给予适当的鼓励和建议。

教学延伸：13. 鼓励学生了解和研究其他类型的万向节，并进行比较和分析。

注意事项：1. 确保学生操作时注意安全，使用工具时要小心谨慎。

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。

球笼式万向节等速原理

球笼式万向节等速原理你想啊，汽车在行驶的时候，那车轮可不是一直直愣愣地往前跑的。

有时候要转弯，有时候路面不平，车轮的角度那是变来变去的。

这时候呀，就轮到球笼式万向节上场啦。

球笼式万向节呢，就像是一个超级灵活的小关节。

它里面有好多的小零件，就像一群小伙伴在里面合作。

咱们先来说说这个球笼。

这个球笼就像是一个小房子，把其他的零件都给罩在里面。

它可不是随便罩着玩的，这个小房子的形状和结构可都是有讲究的。

它得保证里面的零件能够按照一定的规则运动。

再看看里面的钢球。

这些钢球可太可爱了，就像一群调皮的小弹珠。

它们在球笼里滚来滚去的。

当汽车的传动轴开始转动的时候，这些钢球就开始忙乎起来了。

它们的任务呢，就是要让动力能够顺利地传递到车轮上，不管车轮的角度怎么变。

那等速是怎么做到的呢？这就像是一场特别精准的配合。

你看啊，当车轮转弯的时候，外侧的车轮要走的路程比内侧的车轮长。

这就好比两个人一起跑步，一个人在弯道的外侧，一个人在弯道的内侧，外侧的人肯定要跑更远的路。

在汽车里呢，球笼式万向节就会调整自己的状态。

那些钢球会根据车轮的角度变化，自动地调整自己的位置。

它们就像是一群聪明的小助手，让动力在传递的过程中，不管是到外侧车轮还是内侧车轮，速度都是一样的。

就好像是一场魔法表演一样。

不管汽车的姿态怎么变化，球笼式万向节都能稳稳地保证动力的等速传递。

你可以想象成一个超级灵活的小机器人，不管你怎么摆弄它，它都能按照你的要求把东西准确地送到目的地。

而且呀，这个球笼式万向节还特别的耐用呢。

它就像一个吃苦耐劳的小战士，在汽车的底盘下面默默奉献。

不管是在坑坑洼洼的土路上，还是在平坦的高速公路上，它都在那里努力工作着。

有时候我就想啊，发明这个球笼式万向节的人可真是个天才。

他就像是一个超级魔法师，把这些简单的零件组合在一起，就创造出了这么神奇的东西。

这就告诉我们呀，生活中的很多东西看起来很复杂，其实只要我们用心去了解，就会发现它们背后都有着很有趣的原理呢。

等速万向节结构原理分析及应用

诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。

本人签名：年月日毕业设计任务书设计题目：等速万向节结构原理分析及应用系部：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学号： 112011201学生：指导教师（含职称）：（高工）1．课题意义及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握等速万向节的结构和原理，了解其在汽车上的主要用途。

应用所学相关基础知识和专业知识进行结构与原理分析。

应用CAD三维技术动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹，编写计算说明书，编写毕业设计论文。

2．主要任务1）掌握汽车等速万向节的结构及工作原理。

绘制结构简图和原理简图；2）绘制等速万向节总图；3）了解等速万向节失效模式并分析原因；4）了解等速万向节常用材料及制造、热处理工艺要求；5）动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹，编写计算说明书；6）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等3．主要参考资料[1] 刘惟信. 汽车设计. 清华大学出版社. 2001[2] 余志生. 汽车理论. 机械工业出版社. 2000[3] 陈家瑞. 汽车构造. 人民交通出版社. 2006[4] 成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社. 2008.4．进度安排审核人：年月日等速万向节结构原理分析及应用摘要:本课题来源于学校的合作伙伴江铃重型汽车有限公司。

传动系统作为保证车辆正常行驶运行的一个重要组成部分，该系统中最重要的构件是万向节，而等速万向节又是万向节中的一种特殊形式。

本课题即以Birfield球笼式等速万向节为研究对象，并在理论分析的基础上，建立了三维模型。

首次全面深入的对其结构原理、等速性、受力情况、效率、使用寿命、NVH现象以及热处理工艺进行了全面分析。

并有针对的对其存在的NVH问题提出一定的解决对策和改进意见。

关键词：等速万向节，效率，使用寿命，NVH现象，热处理工艺Constant-velocity joint structure principle analysis and application Abstract: This topic is derived from Jiangling heavy automobile co. LTD, the partner of our school. Transmission system is an important part guaranteeing the formal operation of vehicles. The most important component in the system is universal joint, while the constant speed universal joint is a special form of universal joint.Regarding Birfield ball cage pattemed constant speed universal joint as the research object, on the basis of theoretical analysis, this topic set up the three-dimensional model. It is the first time to have a comprehensive analysis for its structure principle, constant speed, force efficiency, service life, NVH phenomenon and the heat treatment process. It also has carried on some methods and improvements for specific NVH problems in it. Keywords: Constant-velocity joint, efficiency, service life, NVH phenomenon, heat treatment目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 万向节简介 (1)1.2.1 十字轴式万向节 (3)1.2.2 挠性万向节 (4)1.2.3 准等速万向节 (4)1.2.3 等速万向节 (5)1.3 万向节国内外发展现状 (7)1.4 本课题研究的内容 (9)1.5 本课题研究的目的和意义 (9)2 等速万向节等速性研究 (10)3 等速万向节几何尺寸设计 (11)3.1 CAD参数化设计 (11)3.2 参数化建模技术 (12)3.3 等速万向节三维参数化模型的建立 (13)3.3.1 建立参数化图元 (13)3.3.2 球笼式等速万向节三维实体模型装配 (13)4 等速万向节的受力、效率和寿命 (15)4.1 万向节受力分析 (15)4.1.1 接触应力 (15)4.1.2 折弯阻力 (15)4.2 万向节的效率 (15)4.3 万向节的寿命 (16)5 等速万向节的失效形式及NVH现象 (17)5.1 等速万向节失效形式 (17)5.2 NVH现象及产生原因 (17)5.2.1 产品设计 (17)5.2.2 制造工艺 (17)5.2.3 质检误差 (17)5.2.4 使用环境 (18)5.3 解决对策 (18)6 等速万向节常用材料及热处理加工工艺 (19)7 等速万向节的其它问题 (23)7.1 产品的密封和润滑 (23)7.2 产品的松紧度标准 (23)7.3 左右轴的等长化 (23)7.4 产品的小型化 (23)8 等速万向节改进意见 (24)9 结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)1 绪论1.1 引言我国轿车行业虽然比国外起步晚一些，但是发展潜力和空间却很大。

球笼式等速万向联轴器的起源

球笼式等速万向联轴器的起源球笼式等速万向联轴器（CV joint），是一种用于传递动力的装置，常用于汽车等机械设备中。

它的起源可以追溯到20世纪初，由德国工程师Hellmuth Hucke设计。

球笼式等速万向联轴器的设计灵感来自于关节。

设计师希望开发一种联轴器，能够在不损失传动效率的同时轻松适应各种角度和转向操作。

在设计过程中，Hucke意识到传统的万向节存在颠簸和震动问题，限制了联轴器的使用范围。

因此，他开始研究解决这些问题的方法。

经过多次试验和改进，Hucke发现球笼式设计可以有效解决传统万向节的限制。

球笼式等速万向联轴器由内外球道、滚珠和笼子组成。

滚珠在内外球道中旋转，通过笼子保持滚珠的位置和相互之间的配合。

这种设计不仅可以减少颠簸和震动，还能够在各种角度和转向操作下保持传动效率，大大提高了联轴器的使用范围。

球笼式等速万向联轴器的问世，为汽车工业带来了革命性的变革。

在过去，汽车的驱动轴通常使用固定的万向节，限制了车辆的操控性和舒适性。

球笼式等速万向联轴器的使用，大大增强了车辆的悬挂系统和转向系统的性能，使得驾驶员可以更加轻松地操控汽车。

球笼式等速万向联轴器在汽车行业的应用得到了普及，同时也被广泛应用于其他工业领域。

它在传输轴的连接中，减少了因角度偏移而产生的扭矩损失和振动，保证了传动的高效和稳定。

由于其特殊的设计，球笼式等速万向联轴器能够灵活适应各种转向要求，满足不同设备的传输需求。

正因为如此，球笼式等速万向联轴器成为了现代机械传动中的关键组件。

汽车、机械设备、工业机械等领域都广泛应用了球笼式等速万向联轴器。

它的出现不仅提高了机械传动的效率和性能，同时也改善了驾驶体验和工作环境。

总而言之，球笼式等速万向联轴器的起源可以追溯到德国工程师Hellmuth Hucke的设计。

通过解决传统万向节的颠簸和震动问题，他创造性地设计出了球笼式等速万向联轴器，极大地改善了机械传动的效率和稳定性。

现如今，球笼式等速万向联轴器在汽车和机械工业中得到了广泛应用，成为现代工业发展的重要组成部分。

各类型万向节结构和工作原理

各类型万向节结构和工作原理万向节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。

万向节的分类按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。

刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（如双联式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节）三种。

不等速万向节十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜。

图D－C4－2所示的十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。

两万向节叉1和3上的孔分别套在十字轴2的两对轴颈上。

这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。

在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。

为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。

润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。

图D－C4－2 十字轴万向节结构（12-2）1- 套筒；2-十字轴；3-传动轴叉；4-卡环；5-轴承外圈；6-套筒叉十字轴式刚性万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角α不为零的情况下，不能传递等角速转动。

设主动叉由图D－C4－1(a)所示初始位置转过φ1角，从动叉相应转过φ2角，由机械原理分析可以得出如下关系式：tgφ1=tgφ2·cosα图D－C4－3 十字轴式刚性万向节示意图以主动叉转角φ1为横坐标，主动叉转角和从动叉转角之差φ1－φ2为纵坐标，可以画出φ1－φ2随φ1变化曲线图（见图D－C4－1(b)，图中画出了α＝10゜，α＝20゜，α＝30゜的情况）。

从这张图可以看出：图D－C4－4 十字轴刚性万向节不等速特性曲线如果主动叉匀速转了180゜，那么从动叉就经历了：比主动叉转得快→比主动叉转得慢→又比主动叉转得快这样一个过程。

但总起来讲，当主动叉转过90゜时，从动叉也转过90゜；当主动叉转过180゜时，从动叉也转过180゜。

球笼式等速万向节工作原理及组成成分

球笼式等速万向节工作原理及组成成分
球笼式等速万向节是一种常用于汽车传动系统中的关节，它的工作原理是通过内外两层相互嵌套的球笼，使得主传动轴和副传动轴能够在不同角度下可靠地传递动力。

球笼式等速万向节的主要组成成分包括：
1. 内球笼：内球笼是固定在主传动轴上的零件，它有多个球形突起，与外球笼的球形凹槽相契合，使得内、外球笼能够相对旋转。

2. 外球笼：外球笼固定在副传动轴上，与内球笼的球形突起相契合，使得内、外球笼能够相对旋转。

3. 球体：球体位于内、外球笼的球形突起和凹槽之间，起到支撑和传递动力的作用。

4. 鉴别套：鉴别套位于内、外球笼之间，起到防止球体脱出的作用。

5. 防尘套：防尘套用于包裹住内外球笼及球体，起到防止灰尘和杂物进入等速万向节内部，保护润滑脂不受污染的作用。

球笼式等速万向节的工作原理是利用球形突起和球形凹槽之间的相互契合关系，使内、外球笼能够相对旋转，并通过球体传递动力。

在传动过程中，由于内、外球笼的相对旋转，球体会从内球笼的一个球形凹槽滚动到另一个凹槽，实现主、副传动
轴在不同角度下的动力传递。

由于球笼式等速万向节的设计，能够保持主、副传动轴的同心性和等速性，使传动过程平稳可靠。

汽车球笼式等速万向节及其总成

汽车球笼式等速万向节及其总成————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：汽车球笼式等速万向节及其总成等速驱动轴 20０8-07－2７09:２0 阅读２16 评论3字号：大中小一，概况球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。

其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮(俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。

１.分类等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。

等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型,轴套型，法兰型，轮盘型。

等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。

2．结构型式中心固定型等速万向节（见图1a)分：ＢJ型（图1b）--球道与钢球的接触形状呈９0度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及GＥ型(图2)。

伸缩型等速万向节分:DOＪ型（图3）--钢球;TJ型(图4）--三球销；及VL型(图５)和ＧI型（图6)。

３．安装部分的形式和形状末端封密型(图7)，轴套型(图8),法兰型（图９），轮盘型(10)。

４.等速万向节转动轴总成结构分:前轮驱动总成ＢJ型+DOJ型或RＦ型+DOJ型的组合(图11）；BJ型+VL型或RＦ型+VL型的组合(图12)；BＪ型+TＪ型或RＦ型+TＪ型的组合（图13)。

后轮驱动总成ＢJ型+DOJ型或RＦ型＋ＤOJ型的组合(图15）;BＪ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16)；VL型+VL型的组合(图１7）; TJ型+TＪ型的组合（图18)。

5.技术要求，性能要求,外观质量要求，出厂检验和型式检验,标志、包装等要求按JB／T １0１89－2000标准。

二, BJ(RＦ)型球笼万向节的制造BＪ(ＲF)型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳）,星形轮（内轮),保持架,钢球四个零件组成。

汽车球笼式等速万向节及其总成课件资料

汽车球笼式等速万向节及其总成等速驱动轴 2008-07-27 09:20 阅读216 评论3字号：大中小一，概况球笼式等速万向节是利用若干钢球分别置于与两轴联接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。

其结构主要由外壳（俗称钟形壳或外轮），传力钢球，星形轮（俗称星形套或内轮）和球笼保持架等四部份组成。

1．分类等速万向节按工作性能分为固定型和伸缩型。

等速万向节按在汽车中安装型式和形状分为末端封闭型，轴套型，法兰型，轮盘型。

等速万向节传动轴总成分为前轮驱动和后轮驱动两种。

2．结构型式中心固定型等速万向节（见图1a）分：BJ型（图1b）--球道与钢球的接触形状呈90度四点接触；RF型（图1c）--球道与钢球的接触形状呈球底面接触；及GE型（图2）。

伸缩型等速万向节分：DOJ型（图3）--钢球；TJ型（图4）--三球销；及VL型（图5）和GI型（图6）。

3．安装部分的形式和形状末端封密型（图7），轴套型（图8），法兰型（图9），轮盘型（10）。

4．等速万向节转动轴总成结构分：前轮驱动总成BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图11）；BJ型+VL型或RF型+VL型的组合（图12）；BJ型+TJ型或RF型+TJ 型的组合（图13）。

后轮驱动总成BJ型+DOJ型或RF型+DOJ型的组合（图15）；BJ型+TJ型或RF型+TJ的组合（图16）；VL型+VL型的组合（图17）；TJ型+TJ型的组合（图18）。

5．技术要求，性能要求，外观质量要求，出厂检验和型式检验，标志、包装等要求按JB/T 10189-2000标准。

二, BJ(RF)型球笼万向节的制造BJ(RF)型球笼万向节（俗称外球笼）主要由外轮（钟形壳），星形轮（内轮），保持架，钢球四个零件组成。

其中所用钢球,外轮、内轮、保持架坯料一般属外购件，车、铣、搓、磨等为自主加工。

在加工BJ（RF）型球笼式等速万向节的过程中，决定品质优劣的主要关键：一是必须严格控制外轮和内轮三对球道两钢球距离的公差要求；二是必须严格控制外轮六条球道和内轮六条球道六等分的公差要求；三是必须严格控制外轮内球面中心高与球道中心高和内轮外球面中心高和球道中心高两者偏心距的公差要求；四是严格控制外轮内球面和六条球道的同轴度，内轮外球面和六条球道的同轴度公差要求；五是必须符合原车型对外轮螺栓、外花键及其总长度的装配要求和内轮内花键与芯轴的配合要求。

万向节分类和原理

组成：
由两个偏心轴叉，两个三销轴和六个滚针轴承组成。
特点：
允许所联两轴夹角较大 (可达45°)，易于密封；外形尺寸较大，零件形状较复杂，所联两轴受附加弯矩和轴向力。
三、等速万向节
原理：传力点永远位于两轴交点O的平分面上
1、球笼式等速万向节
目前应用最为广泛的等速万向节
特点：
钢球全都参与工作，允许的工作角较大( max=47°),承载能力和耐冲击能力强，效率较高，尺寸
故：从动叉转速大于主动叉转速。故：主动叉转速大于从动叉转速。
结论：
▪ 单个十字轴万向节在有夹角传动时，若主动轴匀速转动（ω1=常数），则从动轴的角速度ω2将在ω1/cosα～ ω1cosα之间时快时慢地周期性变化——不等速性。
▪ 不等速性是指从动轴在一周中角速度不匀而言的，而主、从动轴的平均转速是相等的，即主动轴转过一周从动轴也转过一周。
一、普通万向节（十字轴式刚性万向节）
▪ 特点常用的是不等速十字轴式万向节，其结构简单，
传动可靠，效率高，允许两传动轴间有较大夹角（一般为15°-20°）
1、单个十字轴万向节传动的不等速性
1、主动叉在垂直位置时： 2、主动叉在水平位置时： VA=ω1r=ω2rcosα 所以 VB=ω1rcosα=ω2r，所以 ω1=ω2cosα即ω2>ω1。 ω1cosα=ω2 。即ω2<ω1。
双万向节等速传动
1、双联式万向节
双联叉
当a1 = a2 时，轴1
和轴2的角速度相等
万向节叉轴
传动轴长度缩减至最短
1、双联式万向节
实现等速的条件： (1)第一万向节两轴间夹角a1与第二万向节两轴间夹角a2相等。
(2)第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同一平面内。

万向节

第一节概述万向传动轴由万向节和传动轴组成，有时还加装中间支承。

它主要用来在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。

万向传动轴设计应满足如下基本要求：1)保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。

2)保证所连接两轴尽可能等速运转。

由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。

3)传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。

万向传动轴在汽车上应用比较广泛。

在发动机前置后轮或全轮驱动的汽车上，由于弹性悬架的变形，变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴的轴线相对位置经常变化，所以普遍采用十字轴万向传动轴。

在转向驱动桥中，内、外半轴之间的夹角随行驶需要而变，这时多采用等速万向传动轴。

当后驱动桥为独立悬架时，也必须采用万向传动轴。

万向节按扭转方向是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节。

刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力的，可分成不等速万向节(如十字轴式)、准等速万向节(如双联式、凸块式、三销轴式等)和等速万向节(如球叉式、球笼式等)。

挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。

不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度比为1的万向节。

准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。

输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。

第二节万向节结构方案分析一、十字轴万向节典型的十字轴万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。

目前常见的滚针轴承轴向定位方式有盖板式(图4—1a、b)、卡环式(图4—1c、d)、瓦盖固定式(图4—1e)和塑料环定位式(图4—1f)等。

盖板式轴承轴向定位方式的一般结构(图4—1a)是用螺栓1和盖板3将套筒5固定在万向节叉4上，并用锁片2将螺栓锁紧。

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。

各类型万向节结构和工作原理

各类型万向节结构与工作原理万向节就是实现变角度动力传递得机件,用于需要改变传动轴线方向得位置。

万向节得分类按万向节在扭转方向上就是否有明显得弹性可分为刚性万向节与挠性万向节。

刚性万向节又可分为不等速万向节(常用得为十字轴式)、准等速万向节(如双联式万向节）与等速万向节(如球笼式万向节）三种。

不等速万向节十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用得不等速万向节,允许相邻两轴得最大交角为15゜~20゜。

图D-C４－2所示得十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉与四个滚针轴承等组成。

两万向节叉１与３上得孔分别套在十字轴2得两对轴颈上。

这样当主动轴转动时,从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。

在十字轴轴颈与万向节叉孔间装有滚针轴承5,滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。

为了润滑轴承,十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。

润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈得滚针轴承处。

图D－Ｃ4-2 十字轴万向节结构(12－2)1- 套筒；2－十字轴;３-传动轴叉；４-卡环;5-轴承外圈;6-套筒叉十字轴式刚性万向节具有结构简单,传动效率高得优点,但在两轴夹角α不为零得情况下，不能传递等角速转动。

设主动叉由图D－C4-１(a）所示初始位置转过φ1角,从动叉相应转过φ2角,由机械原理分析可以得出如下关系式:tgφ1=tｇφ2·ｃosα图D-C4-3 十字轴式刚性万向节示意图以主动叉转角φ１为横坐标,主动叉转角与从动叉转角之差φ１-φ2为纵坐标,可以画出φ1-φ２随φ1变化曲线图(见图Ｄ－C4－1(b),图中画出了α=1０゜,α=2０゜，α=３0゜得情况)。

从这张图可以瞧出:图D-C４－４十字轴刚性万向节不等速特性曲线如果主动叉匀速转了180゜,那么从动叉就经历了：比主动叉转得快→比主动叉转得慢→又比主动叉转得快这样一个过程。

但总起来讲,当主动叉转过9０゜时，从动叉也转过90゜;当主动叉转过１８0゜时，从动叉也转过1８0゜。

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JOURNA L OF W UH AN AUT OM OTI VE PO LY TECH NIC UNI VERSITYV ol.22N o.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: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,等速万向节是其中的关键部件,等速万向节设计加工质量直接关系到整车性能。

球笼式等速万向节是目前使用最多的等速万向节,因其设计制造精度高、难度大,因此在设计阶段对其进行运动分析及运动仿真是很有必要的。

1　万向节原理1.1　万向节运动学原理为了寻找能将转矩从一根轴传到另一根轴的合适的机构,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)-6i1(6-f i)(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∑f i为6i1f i=6(i-n)+(f+6)(2) 对于某一具体的运动链,在满足所要求的运动自由度的条件下,要使其运动链最简单,只需要使杆件数与节点数相等。

而万向节以一定夹角传递旋转运动,具有惟一确定的运动,因此f=1。

那么节点自由度总和6f i为6i1f i=6(i-n)+(1+6)=7 最简单的满足7自由度的杆链机构,如图1所示。

运动件a与运动件b为圆棒时,节点2为点接触,该节点自由度f2=5。

给定不同的节点自由度∑f i,设计各种形式的节点,就可以收稿日期:2000205216.作者简介:吴　森(19482),男,湖北武汉人,武汉汽车工业大学教授.81武　汉　汽　车　工　业　大　学　学　报 2000年12月发展出多种形式的万向节。

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号：22学姓名:0.0指导教师：0.0成都工业学院2010 年 5 月 25 日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.0 引言 (6)0.1 汽车万向节与传动轴技术发展综述 (6)0.2 球笼式等速万向节的发展状况 (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)1.4.5万向节基本尺寸的确定 (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发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。