万向节运动特性与实验分析

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汽车实训报告万向节

汽车实训报告万向节

一、实训目的本次实训的主要目的是让学生深入了解汽车万向节的结构、作用及维护方法,提高学生对汽车传动系统的认识,培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过本次实训,使学生能够熟练掌握汽车万向节的相关知识,为今后从事汽车维修工作打下坚实基础。

二、实训内容1. 万向节概述(1)万向节的作用万向节是汽车传动系统中的重要部件,其主要作用是连接传动轴与驱动轴(或车轮),使传动轴在一定的角度范围内,将动力传递给驱动轴(或车轮)。

在汽车行驶过程中,由于路面不平、车辆转弯等原因,传动轴与驱动轴(或车轮)之间的夹角会发生变化,万向节可以保证动力传递的连续性和稳定性。

(2)万向节的类型根据传动特性,万向节可分为以下几种类型:1)不等速万向节: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,但平均角速度相等的万向节。

2)准等速万向节:指在设计的角度下以相等的瞬时角速度传递运动,而在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节。

3)等速万向节:万向节所连接的输出轴和输入轴以始终相等的瞬时角速度传递运动的万向节。

4)挠性万向节:万向节在扭转方向上有明显弹性的万向节。

2. 万向节的结构万向节主要由以下部件组成:(1)万向节叉:连接传动轴和驱动轴(或车轮)的部件。

(2)十字轴:连接万向节叉和驱动轴(或车轮)的部件。

(3)滚针轴承:支撑十字轴和万向节叉的部件。

(4)球笼:保护滚针轴承的部件。

3. 万向节的维护与更换(1)万向节的维护1)定期检查万向节是否存在松动、磨损等现象。

2)检查万向节叉、十字轴、滚针轴承等部件的润滑情况。

3)定期更换万向节润滑油脂。

(2)万向节的更换1)检查万向节是否存在损坏、磨损等现象。

2)根据实际情况,选择合适的万向节进行更换。

3)按照正确步骤进行万向节的拆卸和安装。

三、实训过程1. 实训前的准备工作(1)了解汽车万向节的结构、作用及维护方法。

(2)熟悉实训场地和设备。

万向节传动系统的研究及应用

万向节传动系统的研究及应用

万向节传动系统的研究及应用万向节传动系统是一种常用于工业机械和汽车等领域的能够传递转动力的装置。

它由多个万向节组成,可实现大角度旋转传动,因其性能优越,在各个领域得到广泛的应用。

一、万向节传动系统的结构及工作原理万向节传动系统的主要结构是由连接轴、万向节、传动轴和带座等其中部件组成。

连接轴的两端各连接一个万向节,传动轴连接了两个万向节,万向节通过带座相互连接,形成一个完整的传动系统。

在工作过程中,当连接轴和传动轴的角度需要在较大范围内变化时,万向节传动系统的作用就体现出来了。

根据万向节的结构,当两个万向节间的角度变化时,两个万向节各自会发生一定程度的三维转动,从而可以实现大角度的旋转传动。

二、万向节传动系统的发展历史及应用领域万向节传动系统由来已久,早在文艺复兴时期,达芬奇就利用万向节传动实现了一种具有较大转动角度的机械手臂。

如今,万向节传动系统已成为工业机械、汽车、军工、航空和航天等行业中常用的传动装置。

它被广泛应用于以下领域:1、轴承装置在机械制造中,一些气动启动器的运动状态需要采取万向节传动,同时在航空和航天制造领域中经常采用万向节接头来使航空器得以为不同方向的运动提供动力。

2、汽车汽车中的万向节传动系统被用于驱动轮间使车轮能够转动. 同时,在汽车的悬挂系统中也会使用万向节传动来保证车轮的角度和车架的角度之间的匹配,从而保证车轮的方向和车架的方向相同,使整个车辆的转向更加稳健。

3、工业机械万向节传动系统在喷嘴和各类测量器上的应用便是鲜明的例证。

这些行业需要倍数较高且角度不断动态变化的运动模式,这就需要万向节传动系统,可以完美保证它们的运动过程及角度。

三、如何应用万向节传动系统?选购万向节传动系统时,需要通过下列方面考虑:扭矩、扭曲角度、轴向和向心载荷、静荷载、轴向强度等。

同时也要考虑维护方便和经济效益。

在实际使用中,应对万向节传动系统有一定的认识,了解其结构和对应的使用环境,这样才能够实现最优化的运用。

万向节参数化建模及运动特性的研究的开题报告

万向节参数化建模及运动特性的研究的开题报告

万向节参数化建模及运动特性的研究的开题报告1. 研究背景与意义随着现代汽车行业的发展,车辆的驱动系统也不断地进行升级和改进,其中万向节作为汽车驱动系统的重要组成部分之一,在传动系中起着至关重要的作用。

然而,传统的万向节参数化建模和运动特性研究方法在时间和精度上都存在一定的限制,为了更好地提高汽车传动系统的性能和效率,开展对万向节参数化建模及运动特性的研究显得尤为必要。

2. 研究内容和目标本研究将以传动系统中常用的万向节类型为研究对象,利用CAD软件实现其三维建模,探讨不同参数对万向节运动特性的影响,以找到最优方案,提高传动系统的性能。

研究具体包括以下几个方面:(1)对不同种类的万向节进行建模,并分析其结构和特点。

(2)通过建立系统动力学模型,探讨不同参数对万向节运动特性的影响,如角速度、角加速度、角位移等。

(3)利用有限元分析方法分析不同参数对万向节的应变、应力等情况,研究其应力分布情况。

(4)通过对比分析不同方案的性能和效率,找到最优化方案,提高传动系统的整体性能。

3. 研究方法和技术路线(1)CAD软件建模:利用CATIA等专业软件对万向节进行三维建模,建立几何体模型。

(2)动力学分析:建立动力学模型,分析不同参数对万向节运动特性的影响,如角速度、角加速度、角位移等。

(3)有限元分析:利用有限元分析方法,分析不同参数对万向节的应变、应力等情况,研究其应力分布情况。

(4)比较分析:通过对比分析不同方案的性能和效率,找到最优化方案,提高传动系统的整体性能。

4. 研究进度安排(1)前期调研和资料收集:2021年2月-2021年3月(2)CAD软件建模和参数化建模分析:2021年3月-2021年4月(3)动力学分析研究:2021年4月-2021年5月(4)有限元分析研究:2021年5月-2021年6月(5)方案比较和优化:2021年6月-2021年7月(6)论文写作和答辩准备:2021年7月-2021年9月5. 研究中的技术难点和创新点技术难点:建立动力学模型和有限元分析模型时,需要考虑万向节的复杂运动特性,将其转化为数学模型,并利用专业软件进行建立和优化。

球笼式等速万向节的运动特性和有限元分析

球笼式等速万向节的运动特性和有限元分析
provide the reference to the
salne
kind device design.
universal Keywords:Ball cage patterned constant speed ANSYS Contact stress
joint
Finite element analysis
2.1弓I言…………………………………………………………………………………………………………………。8
2.2有限元求解………………………………………………………………………………8 2.3球笼式万向节模型建立及分析软件的选择…………………………………………..10 2.4球笼式万向节模型的装配及简化…………………………………………………….12 2.5材料特性及接触类型的选择………………………………………………………….14 2.6球笼式等速万向节的网格划分……………………………………………………….17 2.7本章小结………………………………………………………………………………..23 第三章球笼式等速万向节接触应力分析…… 3.1边界条件处理…………………………………………………………………………一24 3.2分析结果……………………………………………………………………………….25 3.3改进设计……………………………………………………………………………….30 3.4本章小结………………………………………………………………………………..36 第四章球笼式等速万向节的模态分析…………………...…………
1网格划分的原则网格划分是将连续的整体离散化并将系统空间的结构体与完成实际系统的连接使用节点和单元表示即弹性连续体经过离散后被有限元的集合所替代的过程这种分化过程也是经计算分析工作得来的其中分析的计算规模和速度是与网格划分精度等密不可分的理论上网格数量的增加会使计算精度提高实际上计算的时间也会相应的延长当网格的数量到达限度之后其计算的精度会降低同时计算的时间会增加更多381如图29所示

等速万向节的实训报告

等速万向节的实训报告

一、实训目的通过本次实训,了解等速万向节的基本结构、工作原理以及安装过程,掌握等速万向节在实际应用中的重要性,提高汽车维修和保养的技能。

二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX汽车维修实训基地四、实训内容1. 等速万向节的结构与工作原理2. 等速万向节的安装与拆卸3. 等速万向节故障诊断与排除4. 等速万向节的维护与保养五、实训过程1. 等速万向节的结构与工作原理在实训过程中,我们首先学习了等速万向节的基本结构。

等速万向节主要由球笼、球叉、轴承、壳体等组成。

球笼式等速万向节通过球笼和球叉的配合,使两轴以相同的角速度传递动力,克服了普通十字轴式万向节存在的不等速性问题。

通过观察实物和查阅资料,我们了解到等速万向节的工作原理。

当传动轴旋转时,球笼内的钢球在球叉的滚道内滚动,从而实现两轴的等速传动。

2. 等速万向节的安装与拆卸在实训老师的指导下,我们进行了等速万向节的安装与拆卸操作。

首先,我们需要拆卸旧等速万向节,然后按照拆卸的相反顺序进行安装。

在安装过程中,我们要注意以下几点:(1)安装球笼时,应确保其与球叉的配合紧密,避免出现松动现象。

(2)安装轴承时,应确保其与壳体的配合紧密,避免出现轴向窜动。

(3)安装完成后,要进行必要的检查,确保等速万向节安装牢固、运转正常。

3. 等速万向节故障诊断与排除在实训过程中,我们学习了等速万向节常见的故障及其诊断方法。

例如,球笼松动、轴承磨损、滚道损坏等。

诊断方法如下:(1)观察外观:检查球笼、球叉、轴承等部件是否有磨损、变形等现象。

(2)听诊:通过听诊判断等速万向节运转时是否有异响。

(3)测量:使用专用工具测量球笼、轴承等部件的间隙。

排除故障时,应根据具体情况进行维修或更换。

4. 等速万向节的维护与保养等速万向节在日常使用过程中,需要定期进行维护与保养。

以下是一些常见的维护保养方法:(1)定期检查球笼、球叉、轴承等部件的磨损情况,如有磨损应及时更换。

万向节项目总结分析报告

万向节项目总结分析报告

万向节项目总结分析报告
一、项目概况
万向节是一项在我国被广泛应用的新兴文化活动,它源于日本的“Festival of the Five Directions”,类似于中国的“五行节”,但
它更多地体现了日本浓厚的文化氛围。

万向节活动主要包括:丰富多彩的
艺术表演、民间小贩的美食展示、街头游行以及周边活动等。

二、活动效果
1、经济效益显著:万向节项目不仅丰富了当地的文化氛围,吸引了
大量游客的到来,也吸引了众多的本地商家参加,拉动了当地的经济发展。

2、社会效应显著:万向节项目的开展,使当地民众的文化水平得到
很大的提升,它也为当地的文化发展带来了新的活力。

3、文化效益显著:万向节项目能够融合传统文化和现代文化,使传
统文化得到发展和传承,使当地人对传统文化有了更深刻的认识。

三、总结
万向节项目自发起以来,受到了当地政府的高度重视和广大市民的热
情支持,每年都吸引着上万游客参加,为当地带来了可观的经济效益和社
会效益。

通过这次万向节项目,增强了当地民众对传统文化的认识,给当
地的文化发展带来了新的活力。

多刚柔系统等速万向节的动力学特性分析

多刚柔系统等速万向节的动力学特性分析
Dynamic Characteristics Analysis and Control of Automobile’s Transmission Shaft
XIE Bo-lin,ZHANG Miao,ZHOU Ming-gang,LIU Ming-yong
(Engineering Design and Research Institute of Agricultural Machinery,Hubei University of Technology,Hubei Wuhan 430068,China)
1 引言
随着我国道路条件的改善和车速的提高,合理地设计汽车 传动轴对解决汽车的振动问题十分重要。而汽车传动系统引起的 振动对汽车的舒适性,安全性等综合影响非常大,是汽车结构振 动和车内噪声的主要根源之一,对整车的 NVH 性能至关重要。
目前多刚柔体动力学特性的准确表征是多体系统动力学的重 要研究内容之一。将等速万向节系统作为多刚柔体研究来研究,需 建立传动轴总体参数与振动特性之间的定量关系,通过改变总体参 数来改变其振动特性。目前,多刚柔体动力学特性的研究方法通常 有:哈密顿原理、瑞利-里兹法、有限元法和传递矩阵法等等。文献[1] 可以推导出传动轴横向弯曲振动动力学方程。文献[2]是基于全域, 以至于形函数建立非常难。文献[3]对于复杂面的问题不能很好的
第2期
机械设计与制造
圆园19 年 2 月
酝葬糟澡蚤灶藻则赠 阅藻泽蚤早灶 驭 酝葬灶怎枣葬糟贼怎则藻
ห้องสมุดไป่ตู้
117
多刚柔系统等速万向节的动力学特性分析
谢柏林,张 苗,周明刚,刘明勇
(湖北工业大学 农机工程研究设计院,湖北 武汉 430068)
摘 要:等速万向节将汽车的驱动力平稳可靠地传递给车轮,同时对汽车的车内噪声和振动等动力学性能有重要影响。采用 多刚柔体系统传递矩阵法和扩展哈密顿原理,建立了等速万向节横向弯曲振动的动力学模型。利用伽辽金法将偏微分方程转 化为常微分方程,并设计了等速万向节多刚柔体系统振动特性仿真算法。以某型号等速万向节为例,应用该算法仿真计算得 到其固有频率和振型,并探明了减振器的参数和振动特性间的定量关系。利用 B&K 振动测试系统对等速万向节进行测试分 析,理论模型的分析结果与试验结果基本一致,从而验证了仿真算法的有效性,体现了其工程应用价值。 关键词:等速万向节;传递矩阵;多体系统;动力学;减振 中图分类号:TH16;U464.134.4 文献标识码:A 文章编号:员园园员-3997(圆园19)02-0117-04

万向传动的运动和受力分析甄选

万向传动的运动和受力分析甄选

万向传动的运动和受力分析甄选万向传动是一种能够使两个轴线在不同角度间传递动力和转矩的机构。

在机械传动中,常常需要运动和受力的分析来验证传动的可行性和稳定性。

本文将从运动和受力两个方面,对万向传动进行详细的分析和甄选。

一、运动分析运动分析是对传动机构中各个零件相对运动状态的研究。

在万向传动中,主要需要研究传动轴线的相对位置和速度关系。

常见的万向传动机构有万向节传动和球铰传动两种类型,下面分别对其进行运动分析。

1.万向节传动万向节传动是利用万向节和传动轴实现传递动力和转矩的机构。

在运动分析中,需要分析传动轴线之间的角度关系和变化规律。

首先,传动轴线的角度关系。

万向节传动中,通常有两个角度变化,即入口角和出口角。

入口角是第一个万向节的轴线与输入轴之间的夹角,出口角是输出轴与最后一个万向节之间的夹角。

根据传动比和角度限制要求,可以确定入口角和出口角的取值范围和变化规律。

其次,传动轴线的角度变化。

万向节传动中,输入轴和输出轴之间可以相对旋转,需要分析传动轴线的角度变化与输入轴的角度变化之间的关系。

根据万向节的运动规律,可以得到两个角度之间的变化规律和传动比。

2.球铰传动球铰传动是利用球铰在一个球面上运动实现传递动力和转矩的机构。

在运动分析中,需要分析球铰的运动轨迹和接触点的变化规律。

首先,球铰的运动轨迹。

球铰在球面上的运动轨迹是一个圆锥面,需要分析接触点的位置和轨迹规律。

通过分析球铰的运动轨迹,可以确定输入轴和输出轴之间的角度关系和变化规律。

其次,接触点的变化规律。

球铰在运动过程中,接触点的位置和数量都会发生变化,需要分析接触点的变化规律。

通过分析接触点的变化规律,可以确定球铰之间的传动比和传动能力。

二、受力分析受力分析是对传动机构中各个零件的受力状态和受力大小的研究。

在万向传动中,常常需要分析传动轴承的受力状态和传动轴的受力大小。

1.传动轴承的受力状态。

传动轴承是传递动力和转矩的关键部件,需要分析传动轴承在运动过程中受到的力和扭矩大小。

万向轴的运动学和动力学

万向轴的运动学和动力学

万向轴的运动学和动力学万向轴是一种用于传递动力和运动的机械装置,广泛应用于汽车、机械设备和航天航空等领域。

它具有独特的运动学和动力学特性,能够实现多种运动和传动方式。

在运动学方面,万向轴的主要特点是能够在不同角度和速度下传递动力。

它由两个万向节和一个中间轴组成。

每个万向节都由多个关节组成,可以在不同的方向上弯曲和转动。

这使得万向轴能够适应不同位置和角度的安装需求,并能够传递不同角度和速度的旋转运动。

在动力学方面,万向轴的传动效率和承载能力是关键指标。

传动效率是指输入功率与输出功率之间的比值,通常以百分比表示。

万向轴的传动效率通常在90%以上,因此在实际应用中能够有效地传递动力。

而承载能力则是指万向轴能够承受的最大力矩或转矩。

承载能力的大小取决于万向轴的材料和结构设计,一般需根据具体应用需求进行选择。

万向轴的运动学和动力学特性使其在各个领域有着广泛的应用。

在汽车领域,万向轴通常用于传递发动机动力到车轮,使车辆能够平稳行驶。

在机械设备中,万向轴可以连接不同部件,实现复杂的传动和运动方式。

在航天航空领域,万向轴可以用于传递动力和运动,满足航空器对于高速、高精度和可靠性的要求。

然而,万向轴在使用过程中也存在一些问题。

首先是高速运动时的动平衡问题。

由于外界因素或制造工艺等原因,万向轴可能存在不平衡现象,导致振动和噪声增加,降低传动效率和使用寿命。

其次是万向轴的润滑和维护问题。

万向轴通常需要定期进行润滑和维护,以保证其正常运转和延长使用寿命。

最后是万向轴的安全性问题。

由于万向轴通常承载较大的力矩和转矩,若设计不合理或使用不当,可能会发生断裂或失效,造成安全隐患。

为了解决这些问题,可以采取一些措施。

首先,在制造和安装过程中,要确保万向轴的动平衡和精度。

可以使用动平衡机和精密测量设备进行检测和校准。

其次,在使用过程中,要定期进行润滑和维护,以保证万向轴的正常运转和延长使用寿命。

最后,在设计和选择万向轴时,要考虑到实际应用需求和安全性要求,选择合适的材料和结构,确保其可靠性和安全性。

球笼万向节实训报告

球笼万向节实训报告

一、实训目的本次实训旨在使学生了解球笼万向节的结构、工作原理以及在实际应用中的重要性。

通过实训,使学生能够掌握球笼万向节的组装、调试和故障排除方法,提高学生的实际操作能力和汽车维修技能。

二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点汽车维修实训室四、实训内容1. 球笼万向节的结构及原理2. 球笼万向节的组装与调试3. 球笼万向节的故障排除五、实训过程1. 球笼万向节的结构及原理(1)球笼万向节的结构球笼万向节主要由以下几部分组成:- 星形套:与主动轴连接,起到传递转矩的作用。

- 球笼:固定在星形套上,内部装有多个钢球,起到连接星形套和球形壳的作用。

- 球形壳:与从动轴连接,内部也有相应的凹槽,用于容纳钢球。

- 钢球:在球笼和球形壳之间滚动,实现转矩的传递。

- 保持架:用于固定钢球,使其保持在一个平面内。

(2)球笼万向节的工作原理球笼万向节通过钢球在球笼和球形壳之间的滚动,实现转矩的传递。

当主动轴转动时,通过星形套将转矩传递给球笼,球笼中的钢球在球形壳的凹槽中滚动,将转矩传递给球形壳,从而驱动从动轴转动。

2. 球笼万向节的组装与调试(1)组装步骤1. 将星形套套在主动轴上,确保花键连接牢固。

2. 将球笼套在星形套上,确保球笼与星形套的连接牢固。

3. 将球形壳套在从动轴上,确保球形壳与从动轴的连接牢固。

4. 将钢球装入球笼和球形壳的凹槽中,确保钢球在凹槽中能够自由滚动。

5. 安装保持架,固定钢球。

(2)调试步骤1. 检查球笼万向节的装配质量,确保各部件连接牢固。

2. 检查球笼万向节的转动是否顺畅,是否存在卡滞现象。

3. 调整球笼万向节的角度,使其达到最佳工作状态。

3. 球笼万向节的故障排除(1)故障现象1. 球笼万向节转动不顺畅。

2. 球笼万向节存在异响。

3. 球笼万向节漏油。

(2)故障原因及处理方法1. 球笼万向节转动不顺畅原因:球笼、球形壳、钢球等部件磨损严重,或者球笼与星形套、球形壳与从动轴的连接不牢固。

万向节工作原理

万向节工作原理

万向节工作原理
万向节是一种用于传递力矩和旋转运动的机械装置。

它由一个十字形或一字形的连接件和四个球体轴承组成。

其中两个球体轴承连接到输入轴上,另外两个连接到输出轴上。

当输入轴旋转时,球体轴承将其旋转力矩传递给连接件。

连接件上的两个球体轴承与输出轴上的两个球体轴承相连,在连接件的作用下,输出轴也会开始旋转。

万向节的工作原理是利用球体轴承的特性,使得输入轴旋转的力矩能够平稳传递到输出轴上。

球体轴承能够在多个方向上旋转,因此可以允许输入轴和输出轴之间在不同的角度下工作。

此外,万向节还可以使得输入轴和输出轴之间具有一定的弯曲能力。

当输入轴和输出轴不在同一条直线上时,连接件可以弯曲,使得输入轴和输出轴能够保持相对静止位置而不断连接。

因为万向节能够在多个方向上旋转,并且具有一定的弯曲能力,所以它被广泛应用于汽车传动系统、航空航天设备、机械工程等领域。

它可以有效地传递力矩和旋转运动,并且适应多种工作角度要求。

万向节仿真实验的收获和体会

万向节仿真实验的收获和体会

万向节仿真实验的收获和体会
万向节轴承,指的是利用球形连接实现不同轴的动力传送的机械结构,是汽车轴承一个很重要的部件。

万向节与传动轴组合,称为万向节传动装置。

万向节轴承的分类:等速万向推力球轴承节、等速万向节、球笼式万向节、三销轴式万向轴承节、双厂联式万向节等。

万向接头的原理是万向接头的结构和功能有点像人体四肢上的
关节,允许连接部位之间的夹角在必要的范围内变化。

为了满足动力传递引起的角度变化,适应汽车行驶时的转向和上下跳动,汽车的前驱动桥、半轴和车轴一般采用万向节连接。

但由于轴向尺寸的限制,要求的偏转角相当大,单个万向节无法使输出轴的瞬时角速度等于轴入轴的瞬时角速度,容易引起振动,加重部件的损坏,并产生很大的噪声,因此各种等速万向节被广泛使用。

在前驱动车上,每个半轴使用两个等速万向节。

变速驱动桥附近的万向节是半轴的内万向节和半轴的外万向节。

后驱车上,发动机、离合器、变速箱整体安装在车架上,而驱动桥通过弹性悬架与车架连接,它们之间有一段距离,需要连接。

路面不平整、载荷变化或两个总成安装位置不良引起的跳动,基本上会改变变速箱输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离。

所以后驱车的万向节传动形式基本采用双万向节,即传动轴两端有一个万向节,其作用是使传动轴两端的夹角相等,这样输出轴和输入轴的瞬时角速度就会始终相等。

万向联轴节的运动学及受力分析计算

万向联轴节的运动学及受力分析计算

万向联轴节的运动学及受力分析计算万向联轴节的运动学及受力分析计算是一种比较复杂的主题,在机械设计工程中受到广泛的应用。

广泛应用于机械系统中的联轴节是用来连接多个机械元件,它使得它们能够以万向运动及多种方向受力,以在机械系统中承受运动及载荷。

因此,通过对万向联轴节的运动学及受力分析计算可以有效地分析设计机械系统中的运动及载荷,确保其安全可靠性。

首先,在研究万向联轴节的运动学及受力分析计算时,需要确定联轴节的受力方向及大小,并结合机械系统的运动来分析其受力情况。

根据设计分析,可以设定联轴节的受力方向,也可以分析出它们在不同方向上受力的大小,以及对以联轴节构成的机械系统的运动及载荷的影响。

其次,在研究万向联轴节的运动学及受力分析计算时,可以建立数学模型,并用数值分析的方法来研究联轴节的运动及受力特性。

首先,选取合适的数学模型描述联轴节和机械系统的运动特性,其中可以使用齿轮模型、滑轮模型等来描述联轴节的运动特性。

然后,根据该模型,可以计算联轴节受力的大小以及受力方向,为此,可以使用有限元分析法来计算联轴节的受力情况。

此外,在研究万向联轴节的运动学及受力分析计算时,还可以使用实验方法对联轴节的运动及受力情况进行实验测量,以分析联轴节的运动及受力行为。

在实验测量中,可以使用诸如磁控滑移测量器、回转角百分表、压力表等传感器来直接测量联轴节的运动及受力特性,找出运动及受力的数字化分布,以获得更准确的结果。

最后,在研究万向联轴节的运动学及受力分析计算时,也可以使用计算机辅助设计(CAD)来进行运动及受力分析,以实现更加精确及快速的计算,而不需要过多的计算量。

通过CAD分析,可以进行三维结构建模,并利用有限元分析法来研究联轴节的运动及受力分布,根据计算结果可以对联轴节的结构及受力特性做出相应的调整,以提高机械系统的整体性能。

综上所述,万向联轴节的运动学及受力分析计算是一种比较复杂的主题,为了确保机械系统的安全可靠性,需要深入分析联轴节的运动及受力特性。

万向传动的运动和受力分析

万向传动的运动和受力分析

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当十字轴万向节的主动轴与从动轴存在一定夹角α 时,主动轴的角速度ω1与从动轴的角速度ω2之间存在如下关系12212cos sin 1cos ϕααωω-= (4-1)式中,φ1为主动轴转角,定义为万向节主动叉所在平面与万向节主、从动轴所在平面的夹角。

由于cos α是周期为 2π 的周期函数,所以ω2/ω1,也为同周期的周期函数。

当φ1为0、π时,ω2达最大值ω2max 。

且为ω1/cos α; 当φ1为 π/2、3π/2时, ω2有最小值ω2min 。

且为ω1 cos α。

因此,当主动轴以等角速度转动时,从动轴时快时慢,此即为普通十字轴万向节传动的不等速性。

十字轴万向节传动的不等速性可用转速不均匀系数 k 来表示 ααωωωtan sin 1min 2max 2=-=k (4-2) 如不计万向节的摩擦损失,主动轴转矩T 1和从动轴转矩T 2与各自相应的角速度有关系式T 1ω1= T 2ω2,这样有 11222cos cos sin 1T T αϕα-= (4-3) 显然,当ω2/ω1最小时,从动轴上的转矩为最大T 2max =T 1/cos α;当ω2/ω1最大时, 从动轴上的转矩为最小T 2min =T 1cos α。

当T l 与α一定时,T 2在其最大值与最小值之间每一转变化两次;具有夹角 α 的十字轴万向节,仅在主动轴驱动转矩和从动轴反转矩的作用下是不能平衡的。

这是因为这两个转矩作用在不同的平面内,在不计万向节惯性力矩时,它们的矢量互成一角度而不能自行封闭,此时在万向节上必然还作用有另外的力偶矩。

从万向节叉与十字轴之间的约束关系分析可知,主动叉对十字轴的作用力偶矩,除主动轴驱动转矩T l ,之外,还有作用在主动叉平面的弯曲力偶矩T l′。

同理,从动叉对十字轴也作用有从动轴反转矩T2和作用在从动叉平面的弯曲力偶矩T2′。

在这四个力矩作用下,使十字轴万向节得以平衡。

万向节运动特性与实验分析

万向节运动特性与实验分析

出 了相应 的 改进措 施 , 如设 计 结 构 更 合 理 的 活 塞压 盘、 提高摩 擦 片摩擦 材 料 的热传 导性 能 、 减小制 动盘 厚度 等 。本 文可 为制 动 器 的材 料 选 择 、 构设 计 及 结 摩 擦磨 损 计算 提供 重要 理论 依据 。
参考 文献 :
[1 鲁 国 富 , 世 永 . 式 制 动 器 瞬 态 温 度 场 的 数 值 模 拟 1 郭 盘
置采 集 不 同 夹 角 、 同主 动 轴 转 速 下 万 向 节 主 、 动 轴 的 瞬 时 转 速 , 到 了各 种 情 况 下 主 、 动 轴 不 从 得 从 转速 的 不 均 匀 率 , 对 实验 结 果进 行 了分 析 。 并 关 键 词 :汽 车 ;万 向 节 ;主 动 轴 ; 动 轴 ;瞬 时 转 速 ;转 速 不 均 匀 率 从 中 图 分 类 号 : 6 . 1 U4 3 2 6 文 献 标 识码 : A 文 章 编 号 :6 1 2 6 (0 8 0 — 00 —0 1 7 — 6 8 2 0 )3 0 4 4
型 , 制 动器在 紧急 制 动工 况下 的 瞬态 温度场 、 力 对 应
4 3 改 进 措 施 .
场进行 了数值 模拟 , 示 了制 动 器 摩 擦 副 温 度 和应 揭
力 的分布 规律 , 分析 了盘式 制动 器 的失效 机理 , 并提
1 )为防止制 动 盘摩擦 表 面过 早 出 现裂 纹 , 证 保
3 )对 于紧急 制 动工况 , 小 制 动盘 厚度 可 降低 减 厚度 方 向温度 变化 梯度 , 小 制动 盘径 向热应力 值 。 减
5 结 语
本 文基 于 盘 式 制 动 器 三 维 热 一结 构 有 限元 模
图 8 F r - 2 0卡 车 制 动 盘 热 疲 劳 破 坏 时 的 裂 纹 分 布 od F 5

球叉式万向节原理

球叉式万向节原理

球叉式万向节原理球叉式万向节是一种常用于汽车传动系统的关节结构,它具有良好的传动性能和灵活的旋转特性。

本文将从结构特点、工作原理和应用领域三个方面介绍球叉式万向节的原理。

一、结构特点球叉式万向节主要由两个球笼和若干个铰链球组件组成。

球笼是外部的结构,通常由铸铁或钢材制成,具有较高的强度和刚度。

铰链球组件则是内部的结构,由小球和球座组成,通过弹簧和垫片来保持紧密的接触。

球叉式万向节的结构特点主要有两个方面。

首先,它具有较大的旋转角度,可以在各种角度下灵活传递扭矩和旋转。

其次,球叉式万向节具有较高的传动效率和可靠性,可以承受较大的载荷和冲击。

二、工作原理球叉式万向节的工作原理基于球面的运动特性。

当传动轴的角度发生变化时,球笼和铰链球组件之间的相对位置会发生改变,从而实现传动轴的旋转。

具体而言,当传动轴发生角度变化时,球笼会通过铰链球组件的连接点向外或向内滚动,从而使铰链球组件在球座内旋转。

在这个过程中,弹簧和垫片的作用使得球座和铰链球之间保持良好的接触,从而保证传递扭矩的效果。

三、应用领域球叉式万向节广泛应用于汽车传动系统中。

它通常用于连接发动机和传动器之间的传动轴,使得发动机的动力能够顺利传递到车轮上。

球叉式万向节在汽车传动系统中的应用有以下几个优点。

首先,它具有较高的传动效率和可靠性,可以承受较大的扭矩和冲击。

其次,球叉式万向节具有较大的旋转角度,可以适应不同的工作环境和角度要求。

此外,球叉式万向节结构简单,制造成本较低。

除了汽车传动系统,球叉式万向节也适用于其他机械装置中。

例如,它可以用于工程机械、农业机械和船舶等领域,实现动力传递和旋转控制。

总结起来,球叉式万向节是一种具有良好传动性能和灵活旋转特性的关节结构。

它通过球面的运动特性实现传动轴的旋转,广泛应用于汽车传动系统和其他机械装置中。

在实际应用中,我们需要根据具体的工作环境和要求选择合适的球叉式万向节,以确保传动效率和可靠性。

万向节的拆装实训报告

万向节的拆装实训报告

一、实训目的通过本次实训,掌握万向节的拆装方法,了解万向节的结构和工作原理,提高汽车维修技能,为今后的汽车维修工作打下坚实的基础。

二、实训时间2023年X月X日三、实训地点汽车维修实训室四、实训内容1. 万向节的结构和工作原理2. 万向节的拆装方法3. 实训过程中的注意事项五、实训过程(一)万向节的结构和工作原理1. 万向节的结构:万向节主要由万向节叉、十字轴、轴承、锁片、挡圈等组成。

万向节叉分别套在十字轴的四个轴颈上,轴承位于十字轴轴颈与万向节叉孔之间,用锁片和挡圈固定。

2. 万向节的工作原理:万向节是一种可以传递扭矩和转速的机械装置,其主要工作原理是通过十字轴和万向节叉的相对运动来实现相邻两轴的连接。

当两个轴之间存在一定的夹角时,万向节可以保证动力传递的平稳性。

(二)万向节的拆装方法1. 拆卸步骤:(1)使用套筒扳手、梅花扳手等工具,拆卸万向节叉上的螺栓。

(2)用锤子轻轻敲打万向节叉,使其与十字轴分离。

(3)拆卸轴承、锁片、挡圈等部件。

2. 装配步骤:(1)将轴承、锁片、挡圈等部件依次安装在十字轴和万向节叉上。

(2)将万向节叉套在十字轴上,并拧紧螺栓。

(3)检查万向节的装配质量,确保其转动灵活、无异常声响。

(三)实训过程中的注意事项1. 在拆卸和装配过程中,注意保护万向节及其部件,避免损坏。

2. 拆卸过程中,要按照一定的顺序进行,避免遗漏部件。

3. 装配过程中,要确保各部件的安装位置正确,避免出现干涉。

4. 注意使用合适的工具,避免因工具不当而损坏万向节。

5. 在拆装过程中,注意安全,避免发生意外伤害。

六、实训结果通过本次实训,我掌握了万向节的拆装方法,了解了万向节的结构和工作原理,提高了汽车维修技能。

在实训过程中,我注意到了以下几点:1. 万向节的拆装需要一定的技巧和经验,需要熟练掌握工具的使用方法。

2. 拆装过程中,要注重细节,确保万向节的装配质量。

3. 在实际维修工作中,要严格按照操作规程进行,确保维修质量。

万向节不等速特性实验装置的设计与实验

万向节不等速特性实验装置的设计与实验

[ Ab s t r a c t ]A c c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e i r s t i c s o f n o n — c o n s t a n t v e l o c i t y o f u n i v e r s a l j o i n t ,a n e x p e i r m e n t p l a t f o r m o f r n o n — c o n s t a n t
[ Ke y w o r d s ] u n i v e r s a l j o i n t ; n o n — c o n s t a n t v e l o c i t y ; o c u l a r d e m o n s t r a t i o n ; e x p e r i m e n t l a p l a t f o m r
d o i : 1 0 . 3 9 6 9  ̄. i s s n . 1 6 7 3 — 3 1 4 2 . 2 0 1 7 . 0 9 . 0 1 5
万 向节不等速特性实验装 置的设计与实验
李志荣 , 刘志亮 , 刘涛
( 2 0 0 0 9 3上海市 上海理 工大学 机械工程学院 ) [ 摘要 ]针对万向节不等速性的特点 , 设计了一种万向节不等速特性实验装置。 利用齿轮传动比的原理将万向节 不等速特性放 大, 并通过纯机械 的方式将不等速特性绘制成曲线。运 用该装置进行万向节不等速特性的演示实 验. 实验的综合误差不大于 7 . 0 5 %, 验证 了万向节不等速特性 , 为万向节不等速特性的直观 演示提供 了平台。 [ 关键词]万向节 ; 不等速性 ; 直观 演示; 实验 装置 [ 中图分类号]T P 2 7 1 _ 2 [ 文献标志码]A [ 文章编号 ]1 6 7 3 — 3 1 4 2 ( 2 0 1 7 ) 0 9 — 0 0 6 7 — 0 4
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2)提高摩擦片摩擦材料的热传导能力,对降低 摩擦表面的温度值、减小制动盘的热负荷将具有一 定的作用。
本文基于盘式制动器三维热一结构有限元模 型,对制动器在紧急制动工况下的瞬态温度场、应力 场进行了数值模拟,揭示了制动器摩擦副温度和应 力的分布规律,分析了盘式制动器的失效机理,并提 出了相应的改进措施,如设计结构更合理的活塞压 盘、提高摩擦片摩擦材料的热传导性能、减小制动盘 厚度等。本文可为制动器的材料选择、结构设计及 摩擦磨损计算提供重要理论依据。
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公黪与 汽运
第3期

Highways&Automotive Applications
200—8年g月
图4万向节实验装置
过实验,得到每个角度和每个转速下主、从动轴的瞬 时转速曲线及主、从动轴转速的不均匀率。如在口 为0。、主动轴转速为50 r/min时,主、从动轴的转速 曲线同样平稳(见图5);在口为30。、主动轴转速为 500 r/rain时,主动轴转速曲线变化不大,而从动轴 转速曲线有非常大的起伏(见图6)。每种状态下的 转速不均匀率见表1。
文章编号:1671—2668(2008)03--0004—04
万向节结构的特殊性,使它可用于在工作过程 中相对位置不断改变的2根轴之间的动力传递。这 个特性不同于常规机械传动中的齿轮传动、带传动 和链传动,所以万向节被广泛应用于现代汽车、轮式 工程机械和中型以上农用车辆中。
1万向节的运动分析
对于单个十字轴万向节(如图1所示),当轴I
从动轴瞬时转角,(。)
(b)万向节从动轴转速曲线
图5口=0。、主动轴转速为50 r/min时的 主、从动轴转速曲线

6554 ∞如∞卯
一卜u{.J一、鲻赫
0 50 100150200250300350400450500550600 650700
主动轴瞬时转角,(。)
(a)万向节主动轴转速曲线
65 一I.口Im乙v、制 54∞如∞卯
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公路与 汽运
总第126期Highways&Automotive Applications

1:队厶d锢 ,卜歹\丛。<~厶 .,、I
主饕轴
从动轴
逞哥日霹峰制.转
%,哥霹霸K剖毒
主动轴转速/(r·min4)
%,辞8曰K谢辛毒
1:障<适 15厂
逞辞窍露陡煳鬈
主动轴转速/(r·min。)
逞瓣8四K蚓簿
氍矗{*雌样氍岽豢磐静静崧鬻豢精_;=E豢※豢靠豢豢豢{j}豢韶精{}}*∈矗精采黼豢※弗婚*;j}崇张崇弗*j:∈粜豢簪精*浆*崧豢诺豢豢豢鬻豢豢弗骺臻弗糖;;}_j{}豢豢靠辩豢{}韶黼豢桊*灌料豢靠崇嵌鬃粜崇_;:∈鬻姑黼豢姑 3)对于紧急制动工况,减小制动盘厚度可降低
厚度方向温度变化梯度பைடு நூலகம்减小制动盘径向热应力值。
主动轴转速/(r·rain4) a=lO。
96,锝目露k魁r矬
述瓣曰四K嘲毒睾
1 K
羹委·
霹8
需霹 +H
主动轴转速,(r·min。1) a=15。
主动轴转速/(r·rain一-) n=30。
图7不同口时主、从动轴的转速不均匀率曲线
主动轴转速/(r·rain。) 图8主动轴转速不均匀率曲线
轴转速时,主、从动轴的平均转速在一个时间段内接
从图8、9可以看出,口的值对主动轴转速不均 匀率的影响不大;口一O。、5。、10。对从动轴转速不均匀 率的影响不明显;口≥15。时,随着口的加大,口对从动 轴转速不均匀率的影响越来越大。
3结 语
万向节运动的理论分析结果表明,主、从动轴交 角口愈大,转角差(9。一妒。)的绝对值愈大,即普通十 字轴万向节传动的不等速性愈严重。实验结果支持 了理论分析结论。实验结果还表明,不同口和主动
参考文献: [1]鲁国富,郭世永.盘式制动器瞬态温度场的数值模拟
[J].机械研究与应用,2006(2). [2] 吕振华,亓 昌.蹄一鼓式制动器热弹性耦合有限元分
析[J].机械强度,2003。25(4). [3]Thomas J.Mackin,Steven C.Noe.Thermal cracking in
重合,连接OA。”线,则么A。"OA。即为所求的耽:
QA,7
QA,”
培垆l一面丁;tg伫22面方

——

(b)
(c)
图2简单万向节分析图
但由图2(c)可知:
群两7一一百鲁石~一s∞口钮
因而可得:
器=群一轴
tg仇=tg伫coS口
(1)
式(1)就是普通万向节传动的输入轴I和输出
轴Ⅱ的转角随两轴夹角的变化关系。
、兰40


50 100 150 200250 300 350 400 450 500 550 600 650700
主动轴瞬时转角,(。)
章5505
o 45
蠢40
辞0
(a)万向节主动轴转速曲线 50 loo 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650700
近;a的变化,对主动轴转速基本没影响;主动轴转
300
25。
速的变化,并没有对主、从动轴转速的不均匀率产生
200
50
影响;而口增大后,从动轴的瞬时转速变化加大,导
100
致从动轴转速不均匀率增大。所以,对万向节运动
特性产生影响的主要因素是两轴夹角口。
参考文献:

[1]切梅兹.万向节和传动轴[M].北京:北京理工大学出
公路与 汽运
第3期

Highways&Automotive Applications
2008年5月
万向节运动特性与实验分析
赵成刚1,张洛平2
(1.安阳工学院机械工程系,河南安阳455000;2.河南科技大学机电工程学院,河南洛阳455000)
摘 要:万向节的特殊结构使其可以传递2根位置不断改变的轴间的运动,但这种结构也造
参考文献(4条)
1.康健;管迪华 万向节运动传递非等速特性研究[期刊论文]-清华大学学报(自然科学版) 1999(08) 2.何西泠 万向节机构的运动学分析[期刊论文]-起重运输机械 2001(06)
3.羊拯民 传动轴和万向节 1986 4.切梅兹 万向节和传动轴 1997
本文链接:/Periodical_glyqy200803002.aspx

版社,1997.


[2]羊拯民.传动轴和万向节[M].北京;人民交通出版社,


1986.
簿 暴
[3]何西泠.万向节机构的运动学分析[J].起重运输机械,

Z001(6).

[43康健,管迪华.万向节运动传递非等速特性研究[J].
清华大学学报(自然科学版),1999(8).
主动轴转速/(r·min4) 图9从动轴转速不均匀率曲线
为更清楚地展示各种状态下主、从动轴转速的 不均匀率,根据表1绘制不同口、不同主动轴转速 下,万向节主、从动轴转速不均匀率曲线(见图7)。
从图7可以看出,口一O。和口一。时,主、从动轴 转速不均匀率曲线几乎重合;从口一10。开始,主、从 动轴转速不均匀率曲线分开,并逐渐远离。为了更
彳、55
i.4505
回转一圈时,轴Ⅱ也跟着回转一圈。因此,就整个转 数而论,其两轴间的转数比始终等于1。但其瞬时 传动比则随其位置而变化。换句话说,如果轴I以 等角速度回转,轴Ⅱ则为变角速度转动。
设主动轴I与从动轴Ⅱ之间的夹角为口,当轴 I和轴Ⅱ回转一圈时,A和B两点的轨迹均为一圈 (见图2)。该两圆所在的平面各垂直于轴I和Ⅱ, 因此,该两平面问的夹角也等于a。如果取垂直于
disc brakes[J].Engineering Failure Analysis,2002(9).
收稿日期:2007—11—27
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总第126期
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图1单个万向节示意图
轴I的平面为投影面,那么,B点的轨迹在该投影面
5 结语
图8 Ford F一250卡车制动盘热疲劳破坏时的裂纹分布
4.3改进措施 1)为防止制动盘摩擦表面过早出现裂纹,保证
合理的接触压力分布是非常必要的,尤其是对持续 制动工况使用的制动器。实现合理的衬片压力分布 可通过设计结构更合理的活塞压盘等手段,增大各 摩擦副内径端的接触比压值,以达到更理想的沿半 径方向各点热流密度相等的结果,从而保证制动时 各点温度相等。合理的接触压力分布使制动器在吸 收同样制动能量时,可降低摩擦表面最高温度值,减 缓制动盘沿厚度和半径方向温度梯度的变化量,从 而改善摩擦表面受力状况。
成主、从动轴转速的不均匀性。文中对万向节的运动特性进行了分析,通过基于单片机的实验装
置采集不同夹角、不同主动轴转速下万向节主、从动轴的瞬时转速,得到了各种情况下主、从动轴
转速的不均匀率,并对实验结果进行了分析。
关键词:汽车;万向节;主动轴;从动轴;瞬时转速;转速不均匀率
中图分类号:u463.216
文献标识码:A
2万向节运动实验分析
开发基于单片机的万向节试验装置,它可完成 万向节主、从动轴转动速度的采集和处理,同时将采 集数据传送到计算机进行处理(见图4)。万向节采 用WSD4型十字轴万向联轴器,可以调节两轴交角 口一o。~30。。采样周期为6。,可采集主、从动轴的瞬 时转速,并在计算机上绘制转速曲线。
两轴交角口分别调节为0。、5。、10。、15。、20。、 25。、30。,每个角度下主动轴转速分别调节为50、 100、150、200、250、300、350、400、450、500 r/min,通
收稿Et期:2008一04一lO
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