万向节动力学
第一章第五节万向节构造与工作原理
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第一章第五节万向节构造与工作原理万向节(universal joint)是一种能够传递动力和改变动力传递方向的机械连接装置。
它由两个十字形的万向联轴器和一个万向节壳组成。
其中,万向联轴器的作用是连接和传递动力,而万向节壳则起到保护和润滑的作用。
万向联轴器由两个相互垂直的十字形轴承组成,每个轴承内有一个十字轴,四个十字轮分别与其相连。
这样的设计使得万向联轴器能够传递动力,并允许不同轴之间有一定的角度偏差。
万向节壳则将这两个联轴器和轴承保护在其中,并通过润滑油的循环来降低飞溅、摩擦和磨损。
万向节的工作原理是利用十字轴和十字轮的运动特性。
当一个轴转动时,它会通过十字轴转动十字轮,从而传递动力到另一个轴。
由于十字轮的排列方式,它们形成了一个可以传递动力并允许不同轴之间有一定角度偏差的连接点。
这使得万向节能够在转向时允许轴之间的角度变化,而不会阻碍动力传递。
万向节的应用十分广泛,主要用于汽车、船舶、机械工程等行业。
例如,在汽车的驱动轴上,万向节能够将发动机的动力传递到驱动轮,并允许车辆在转弯时不断变化的驱动轴角度。
在船舶上,万向节可以连接船舶主机和推进器,实现船舶的前进、后退、转弯等动作。
在机械工程中,万向节可以用于连接转动部件,传递动力并允许角度的变化。
然而,万向节也存在一些缺点。
首先,由于十字轮之间的间隙,万向节传递动力会存在一定的损耗。
其次,十字轴和十字轮在运动过程中会产生较大的惯性力和摩擦力,导致转动不平稳和噪音增加。
此外,万向节的耐用性和使用寿命也较有限,需要定期检查和维护。
为了解决这些问题,一些改进的万向节设计已经被提出。
例如,引入滚子式万向节,它使用滚子轮替代十字轮,减小摩擦和惯性力,提高传动效率和平稳性。
同时,一些先进的润滑和密封技术也被应用于万向节中,以减少磨损和延长使用寿命。
总的来说,万向节作为一种能够传递动力和改变传递方向的连接装置,在机械工程领域中具有重要的应用价值。
通过不同的改进和创新,相信万向节将在未来发展中继续发挥重要的作用。
万向轴的运动学和动力学
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万向轴的运动学和动力学万向轴是一种常用的机械传动装置,用于将旋转运动传递到不同方向的轴上。
它常用于汽车、船舶、飞机等各种机械设备中。
本文将从运动学和动力学两个方面来介绍万向轴的工作原理和特点。
一、万向轴的运动学万向轴由两个十字形的单节连接而成,每个十字形单节上有四个等边的孔,四个孔分别与另一个十字形单节上的孔相交,形成六个通道。
这样,万向轴就能够实现在不同方向上的旋转传动。
万向轴的运动学主要涉及到它的转动自由度和转动范围。
由于万向轴是由两个十字形单节连接而成,所以它具有三个自由度,即可以在X、Y、Z三个方向上自由转动。
而且,由于每个十字形单节上有四个孔,所以万向轴的转动范围相对较大。
二、万向轴的动力学万向轴的动力学主要涉及到它的扭矩传递和转速变换。
1. 扭矩传递万向轴的扭矩传递是通过单节的内部结构实现的。
每个十字形单节内部有两个十字形凸轮,它们之间的角度为90度。
当一个十字形单节转动时,另一个十字形单节也会跟随转动,从而实现扭矩的传2. 转速变换万向轴的转速变换是通过两个十字形单节的相对转动来实现的。
当一个十字形单节转动时,另一个十字形单节也会跟随转动,但由于两个十字形单节的凸轮角度不同,所以它们的转速是不同的。
这样,万向轴可以将一个轴的转速变换成另一个轴的转速。
三、万向轴的特点万向轴具有以下几个特点:1. 传递能力强:万向轴可以在不同方向上传递旋转运动,能够满足多种传动需求。
2. 转动自由度高:万向轴具有三个自由度,能够在X、Y、Z三个方向上自由转动。
3. 转动范围大:由于万向轴的结构特点,它的转动范围相对较大。
4. 扭矩传递稳定:万向轴的扭矩传递是通过内部结构实现的,传递稳定可靠。
5. 转速变换灵活:万向轴可以将一个轴的转速变换成另一个轴的转速,实现转速变换。
万向轴是一种常用的机械传动装置,具有传递能力强、转动自由度高、转动范围大、扭矩传递稳定和转速变换灵活等特点。
它在各种机械设备中起到重要的传动作用。
万向节原理
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万向节原理
万向节是一种机械传动装置,其原理是利用万向节的特殊结构,使得两个轴线在不同方向上可以传递动力,而且可以在一定角度范围内传递扭矩。
万向节的应用非常广泛,包括汽车、船舶、工程机械等领域,它在传动系统中起着非常重要的作用。
首先,万向节的结构非常简单,通常由两个十字轴和四个万向节轴承组成。
这种结构使得万向节可以在不同方向上传递动力,并且可以在一定范围内传递扭矩。
这种特殊的结构使得万向节在传动系统中具有非常重要的作用。
其次,万向节可以在一定角度范围内传递扭矩,这使得它在实际应用中非常灵活。
无论是在直线传动还是在角度传动中,万向节都可以发挥作用。
这种灵活性使得万向节成为了传动系统中不可或缺的部分。
另外,万向节可以在传递动力的同时,起到减震和减少振动的作用。
在汽车等领域,万向节可以有效地减少传动系统的振动,提高了整车的舒适性和稳定性。
这也是万向节在实际应用中非常重要的一个作用。
总的来说,万向节是一种非常重要的机械传动装置,它的特殊结构使得它在传动系统中起着非常重要的作用。
它的灵活性和减震作用使得它在汽车、船舶、工程机械等领域得到了广泛的应用。
在未来,随着技术的不断进步,万向节将会得到更加广泛的应用,为机械传动系统的发展做出更大的贡献。
多刚柔系统等速万向节的动力学特性分析

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。
考虑万向节间隙的汽车摆振系统动力学建模

性 。 目前 对 车轮 摆振 现 象 的摆振 发 生 的机 理还不 够
前 轮摆 振通 常是 指 ,车 轮 以一 定 的频率 和 幅度 完整 ,作为 维修 上 的故 障 问题可 以解 决 ,但 从设 计 绕 主 销 持 续 振 动 的现 象 , 伴 随 有 前 桥 绕 纵 轴 的 侧 的角度预测防止摆振 的发生还比较 困难 。国内外学 并 倾等多种运动形式 】 1 。这种摆动会通过转向系逆传 者在 过 去 的一段 时 间 内 ,从 轮胎 侧偏 特 性 、转 向梯 , 2 给转 向盘 ,致 使 车身 也产 生 一定 的 晃动 ,而 且严 重 形 中运动 副 间 的间 隙 、摩擦 等非 线 性 因素 入 手 ,考 时会 引 起整 车 的明 显振动 【, 影 响汽 车 的行驶 安 察其对车轮摆动行为的影响,对摆振产生的机理及 3从而 J 全性 。车轮 摆 阵 问题 是 一个 包含 诸 多 非线性 因素 的 其控 制进 入 了深 入研 究 ,也 取得 了一定 理 论和 实际
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。
万向节的构造及工作原理

万向节的构造及工作原理万向节(Universal Joint),简称万向节,是一种重要的连接部件,常用于传动系统中,可以解决非共轴轴线间传递动力的技术问题。
下面就万向节的构造和工作原理进行详细介绍。
一、构造万向节主要由四个部分组成:两个关节头、连接杆和一对轴承。
1.关节头(Y型联接头)关节头是万向节的重要组成部分,常用的形状有Y型联接头、十字头等。
Y型联接头是指两个铸件叉臂形成一个Y字形,且与传动轴的两端相连。
它由两个关节轴承套和一根关节轴组成。
关节轴通常是一个六角直销。
2.联接杆联接杆是连接两个关节头的部件,通常由金属材料制成,具有一定的强度和刚性。
3.轴承(U型联接头)轴承是万向节的关键部分,用于支撑关节头的转动。
常见的轴承形式有U型联接头、穴式球面联接头等。
U型联接头是指将两个半轴连接起来的零件,外形呈U型。
二、工作原理万向节的工作原理可以简单描述为:通过联接杆的连接,使两个关节头能够在相互垂直的轴线上转动,从而实现非共轴轴线间的动力传递。
当两个关节头之间的轴线角度不为零时,万向节就会发生变形。
在传动时,引起变形的力可以通过轴承传递到另一端,实现轴向和角向的传递。
具体而言,工作原理可以分为如下几个步骤:1.刚性连接当两个关节头处于同一直线时,传递动力的同时保持两个轴之间的轴向位置不变。
此时,万向节就相当于一个直接连接两个轴的刚性连接。
2.角向和轴向传递当两个关节头之间的轴线发生角度变化时,万向节开始工作。
在传递动力时,万向节会发生一定程度的弯曲变形。
该变形通过轴承传递到另一端,实现角向和轴向传递。
其中,角度变化越大,变形量就越大。
3.补偿效果由于万向节的变形,可以在一定程度上补偿因轴线不共线而引起的误差,使得驱动轴和被驱动轴保持相对平行的轴线。
这可以有效减小因非共轴而引起的振动和噪声。
总的来说,万向节的工作原理就是通过联接杆连接两个关节头,使其能够在垂直轴线上转动,从而实现非共轴轴线间的动力传递和角度补偿。
万向节

今天简单介绍一下万向节,如图所示:
万向节用于传递动力,按性能可分为滑动万向节和自由万向节。
滑动万向节只能吸收长度变化,如图所示:
自由万向节的长度及输入输出轴的夹角都可以变化,又可以分为不等速万向节和等速万向节。
不等速万向节驱动轴和被驱动轴转速不同,如图:
等速万向节的驱动轴和被驱动轴转速不同,分为固定式和滑套式,固定式只吸收角度变化,如图:
滑套式万向节能同时吸收角度变化和长度变化,如图:
不等速万向节分为挠性万向节和十字轴型万向节,等速万向节分为双联式万向节、球笼式万向节、三销式万向节、双偏置等速万向节和球叉式万向节。
挠性万向节如图所示:
十字轴型万向节如图所示:
使用十字轴型万向节时,就算输入转速恒定,当两轴存在折角时,输出轴转速与角速度也是波动的,运动特性如图所示:
双联式万向节如图所示:
囚笼式万向节如图所示:
三销式万向节如图:
双偏置等速万向节如图:。
万向节工作原理

万向节工作原理万向节,又称万向接头,是一种用于传递旋转动力或转动方向的机械装置。
它通常由两个交叉的万向节组成,可以在不同角度下传递旋转动力,使得两个轴线可以在不同角度下连接并传递动力。
万向节广泛应用于汽车传动系统、船舶传动系统、风力发电机、工业机械等领域。
万向节的工作原理主要依靠其特殊的结构设计和材料制造。
在万向节的结构设计中,最常见的是十字万向节和球笼万向节。
十字万向节由两个十字形的轴承组成,可以在不同角度下传递旋转动力。
球笼万向节则由一个球形外壳和内部的传动轴组成,通过球形外壳的设计,可以在不同角度下传递旋转动力。
在万向节的工作过程中,当一个轴线传递旋转动力时,另一个轴线可以在不同角度下接收到相同的旋转动力。
这是通过万向节内部的轴承和传动结构实现的。
当一个轴线旋转时,内部的轴承可以自由转动,从而使得另一个轴线可以在不同角度下接收到旋转动力,实现了传递旋转动力的功能。
万向节的工作原理还涉及到其材料制造。
为了确保万向节在高速旋转时能够稳定传递动力,万向节通常采用高强度的合金钢或特殊的合金材料制造,以确保其在高速旋转和大扭矩下的稳定工作。
除了传递旋转动力外,万向节还可以在不同角度下传递转动方向。
这是由于万向节的结构设计和工作原理决定的。
在实际应用中,万向节可以在汽车传动系统中将发动机的旋转动力传递到车轮,同时可以在转向时调整转动方向,从而使车辆能够灵活转向。
总的来说,万向节的工作原理主要依靠其特殊的结构设计和材料制造,可以在不同角度下传递旋转动力和转动方向。
它在汽车传动系统、船舶传动系统、风力发电机、工业机械等领域发挥着重要的作用,是现代机械传动领域不可或缺的重要装置。
万向节的工作原理是什么样的呢看完下面的视频就会明白了

万向节的工作原理是什么样的呢看完下面的视频就会明
白了
万向节是一种用于传递轴向运动的机械装置,它可以使两个轴相互倾斜,并能够传递扭转力矩。
它由内部的万向节和外部的套环组成,内部的万向节负责连接两个轴,而外部的套环则用于连接其他机械部件。
第一步,当一个轴上的运动被传递到万向节内部时,内部的万向节会根据传递方向的需要,使得两个轴可以相互倾斜,从而使得轴之间的角度变化。
第二步,内部的万向节由一对万向环和轴心系组成。
这对万向环由交替排列的球形齿和槽形齿组成,通过球形齿和槽形齿之间的接触来实现转动。
第三步,当一个轴上的角度变化被传递到万向节内部时,内部的万向节会引起球形齿和槽形齿之间的相对运动。
球形齿和槽形齿之间的相对运动会导致两个轴之间的角度变化,并将扭转力矩从一个轴传递到另一个轴上。
第四步,外部的套环起到连接和保护内部万向节的作用。
它通过与内部的万向节的齿合来传递力矩和扭转角度。
总结起来,万向节的工作原理就是通过内部的万向节的球形齿和槽形齿之间的齿合作用,使得两个轴可以相互倾斜,并通过外部的套环将扭转力矩和角度变化传递到其他机械部件中。
这种结构设计使得万向节非常适用于需要传递轴向运动并改变轴之间角度的场合,如汽车传动装置、船舶传动装置等。
需要注意的是,为了保证万向节的正常工作,必须进行适当的润滑和维护,以确保齿面的良好齿合和减少摩擦损耗。
此外,在使用万向节时,还需要考虑轴的角度范围、扭矩传递能力和工作环境等因素,以确保其安全和可靠的运行。
汽车万向节工作原理

汽车万向节工作原理嘿,你知道汽车万向节不?这小玩意儿可厉害啦!就像汽车的关节一样,让汽车能灵活地转弯、行驶。
汽车万向节,那到底是啥呢?它就像是一个神奇的连接器,把汽车的传动轴和车轮连接起来。
你想想,汽车在行驶的时候,车轮得不停地转动吧?而且还得能左右转弯呢。
这时候,万向节就发挥作用了。
它能让动力从传动轴顺利地传递到车轮上,不管车轮怎么转,都能保证动力不中断。
这万向节是怎么做到的呢?它里面有好多小零件,就像一个小巧的机械迷宫。
有十字轴啊,滚针轴承啊,等等。
这些小零件配合得可默契了。
当汽车转弯的时候,万向节就会像个小魔术师一样,巧妙地改变动力的传递方向。
比如说,你往左打方向盘,左边的车轮要转得角度大一些,右边的车轮转得角度小一些。
这时候,万向节就会自动调整,让动力合理地分配到两个车轮上。
这多神奇啊!你再想想,要是没有万向节,那汽车得多难开啊!就像一个人没有了关节,只能直挺挺地走路,根本没法转弯。
那可太可怕了!所以说,万向节可真是汽车的大功臣呢。
万向节的工作原理其实也不难理解。
它就像是一个会变形的小桥梁,根据不同的情况,变换着自己的形状。
当汽车直线行驶的时候,万向节就像一条笔直的通道,动力畅通无阻地传递过去。
当汽车转弯的时候,万向节就会弯曲、扭转,适应车轮的转动角度。
这就好比一个柔软的弹簧,能屈能伸。
而且啊,万向节还得特别结实耐用。
毕竟汽车在行驶的时候,会受到各种震动和冲击力。
如果万向节不结实,那可就容易出问题了。
所以,制造万向节的材料都得是高质量的钢材啊、合金啊什么的。
这些材料就像坚强的战士,守护着万向节的安全。
你知道吗?万向节的种类也有很多呢。
有等速万向节、不等速万向节等等。
每种万向节都有自己的特点和用途。
就像不同的工具,各有各的本领。
等速万向节能保证在任何角度下,动力都能均匀地传递。
不等速万向节呢,则更适合在一些特殊的情况下使用。
总之,汽车万向节虽然看起来不起眼,但它的作用可大了。
它就像汽车的小精灵,默默地为汽车的行驶贡献着自己的力量。
让你了解万向节工作的原理

让你了解万向节工作的原理
万向节是一种用于传递扭矩和旋转的机械装置。
它由多个连接在一起的轴组成,各个轴之间之间可以发生旋转,并允许扭矩在各个轴之间传递。
万向节的基本工作原理是通过其特殊的结构来实现扭矩的传递和旋转的转换。
它通常由两个轴连接组成,一个称为驱动轴,另一个称为从动轴。
驱动轴通过一个轴承与万向节的外部环相连接,而从动轴则通过内部环与万向节相连接。
外部环和内部环之间的连接点由一个或多个十字形连接件组成,这些连接件在轴的交叉点上发生刚性连接,同时又能够在不同角度下自由旋转。
这种结构可以在各个轴之间传递扭矩,同时还能够容忍一定角度的旋转。
当驱动轴开始旋转时,由于连接点的灵活性,内部环可以根据驱动轴的旋转角度调整自身的方向。
这样,从动轴可以在不同角度下与驱动轴保持对齐,并对扭矩进行传递。
而且,由于内部环的旋转灵活性,从动轴也可以自由地旋转,以适应各种工作条件。
总之,万向节通过其特殊的结构,实现了扭矩的传递和旋转的转换。
它在各种机械设备中广泛应用,特别是在汽车传动系统和航空航天领域中。
万向节动态扭矩和静态扭矩的概念

万向节是对机械工程师来说十分重要的一个部件。
在汽车的传动系统中,我们常常会听到有关万向节的概念。
而其中一个重要的概念就是动态扭矩和静态扭矩。
那么究竟什么是动态扭矩和静态扭矩呢?让我们来了解一下万向节的基本结构和工作原理。
万向节是一种用于传递扭矩和转角的装置,它通常由两个交叉的轴和一个十字轴套件组成。
这个结构使得万向节能够在不同的角度和扭矩下正常工作,使得传动系统能够在转向时仍然保持传递扭矩的功能。
而在万向节的工作中,动态扭矩和静态扭矩是十分重要的概念。
动态扭矩指的是在万向节在运动状态下所受到的扭矩,而静态扭矩则是在万向节在静止状态下所受到的扭矩。
在实际工作中,万向节需要能够承受不同工况下的扭矩,因此对于动态扭矩和静态扭矩的特性有着严格要求。
动态扭矩和静态扭矩的概念理解对于设计和选用万向节具有重要意义。
在实际工程中,需要考虑到传动系统在不同工况下所受到的扭矩,并根据这些要求来选择合适的万向节类型。
在汽车领域,由于转向和悬挂系统的特点,对于万向节的动态扭矩和静态扭矩的要求更加严格,因此在汽车设计中万向节的选用显得尤为重要。
动态扭矩和静态扭矩是对于传动系统中万向节性能的重要指标,它们直接影响着传动系统的可靠性和工作性能。
在设计和选用万向节时,对于动态扭矩和静态扭矩的要求必须得到充分考虑,并且在实际工程中进行合理的选择和应用。
在我看来,动态扭矩和静态扭矩的概念是传动系统中的重要内容,对于工程师来说需要有清晰的理解。
只有充分理解了动态扭矩和静态扭矩的概念,才能够更好地设计和选用万向节,确保传动系统的正常工作和可靠性。
希望通过本篇文章,能够帮助大家更好地理解动态扭矩和静态扭矩的概念,为传动系统的设计和选用提供一些参考。
通过深入了解万向节的工作原理和特性,相信大家能够在实际工程中更好地应用和使用万向节,提高传动系统的可靠性和工作性能。
万向节在机械工程中扮演着十分重要的角色,尤其是在汽车的传动系统中。
了解万向节的工作特性和性能参数,可以帮助工程师更好地选用和设计万向节,以确保传动系统的可靠性和高效性能。
万向节分类和原理

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。
万向节的驱动原理
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万向节的驱动原理
万向节是一种可以实现万向关节的机械元件,它利用内部的一组诱导电极制造的磁场,使机械元件能够自由地转动,达到万向的效果。
万向节的驱动原理是通过磁场来实现的。
该磁场由转子内部的固定电极和可动电极组成。
两个电极之间的电压的变化会创建一个磁场,这个磁场可以控制转子的转动方向,从而实现万向的效果。
当转子围绕一个固定的电极旋转的时候,磁场也会发生变化,这种变化会引起另一个电极的改变,从而使转动方向不断的改变,从而得到最终的万向的效果。
此外,万向节还可以通过改变转动电极的电压来控制转动方向,从而实现精确的控制。
在实际的应用中,可以利用电子控制技术,通过调节控制电极的电压来控制转子的转动方向,从而达到自动控制的效果。
总之,万向节的驱动原理是通过磁场的变化来实现的,可以通过改变电极的电压来控制转子的转动方向,从而达到万向的效果。
- 1 -。
第一章第五节万向节的构造及工作原理

第一章第五节万向节的构造及工作原理万向节是一种机械传动装置,通常用于传递扭矩和旋转的运动。
它由内球、外球、球槽、球架和轴承组成。
在工作时,内球通过轴承与驱动轴连接,外球通过轴承与被驱动轴连接。
内球和外球之间的球槽和球架允许它们相对旋转,从而实现扭矩传递的功能。
万向节的工作原理是基于球槽的设计。
当内球和外球发生相对旋转时,球槽会引导球架在两个球之间移动,使内球与外球始终保持一定的相对位置。
这使得扭矩从驱动轴传到被驱动轴,同时能够允许两轴在不同的角度下旋转。
这种设计使得万向节能够在有限空间内实现大范围的扭转和旋转运动。
万向节的构造通常包括以下部分:1.内球:是万向节的驱动部分,通常与驱动轴直接连接。
内球通常是一个球形零件,在其表面上有一个球槽。
2.外球:是万向节的被驱动部分,通常与被驱动轴直接连接。
外球也是一个球形零件,在其表面上有一个和内球球槽相匹配的球槽。
3.球槽:分别位于内球和外球的球表面上。
它们形成了扭转旋转运动时球架的导轨。
4.球架:是万向节的关键部分,它连接着内球和外球。
球架通常由多个弯曲金属片组成,它们通过焊接或其他方式连接起来,形成一个可以在球槽中滑动的整体结构。
球架的弹簧性使得它可以适应不同角度下的旋转运动,并保持内球和外球的相对位置。
5.轴承:位于内球和外球的连接处,用于减少摩擦并提供支撑。
轴承通常是滚珠轴承或滚子轴承,可以在扭矩传递过程中减少能量损失。
万向节在使用过程中有许多优点。
首先,它可以在不同角度下传递扭矩并实现旋转运动,适应性强。
其次,由于球架的存在,万向节能够减少传动过程中的摩擦损失。
此外,它还具有结构简单、安装方便等优点。
总的来说,万向节是一种常见的机械传动装置,通过内球、外球、球槽、球架和轴承等部件的相互配合和工作原理的作用,实现了扭矩的传递和旋转运动。
它在汽车、航空、工程机械等领域广泛应用,为各种工程项目和机械设备的正常运行提供了重要的支持。
万向节原理
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万向节原理
万向节原理是机械传动领域中的一个重要原理,它是指在两个轴之间需要传递动力时,由于两个轴之间的角度不同,需要使用万向节来解决这个问题。
万向节是一种能够传递动力和扭矩的机械连接,它能够在两个轴之间传递动力,并且能够承受一定的轴向和径向负载。
万向节的基本结构包括内球套、外球套、传动轴和万向节轴。
内球套和外球套之间通过球面配合连接,内球套与传动轴相连,外球套与万向节轴相连。
当传动轴和万向节轴之间的角度发生变化时,内球套和外球套之间的角度也会发生变化,从而保证了动力的传递。
万向节广泛应用于汽车、船舶、机床等机械传动领域中。
例如,汽车的转向系统中就需要使用万向节来传递动力,并且能够承受车轮转向时产生的各种角度变化。
此外,在一些高速旋转的机械设备中,如航空发动机和风力发电机中,也需要使用万向节来传递动力。
万向节的设计和制造需要考虑多种因素,如传动扭矩、传动角度、轴向和径向负载等。
在制造过程中,需要保证各个零部件的精度和配合度,以确保万向节的可靠性和稳定性。
万向节原理是机械传动领域中的一个重要原理,它能够实现在两个轴之间传递动力,并且能够承受一定的轴向和径向负载。
在实际应用中,需要考虑多种因素,如传动扭矩、传动角度、轴向和径向负
载等,以确保万向节的可靠性和稳定性。
万向节动力学
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万向节动力学,其故障和一些实际上提高其性能和寿命的命题摘要万象节也被称为万向联轴器,万向节,哈代斯派塞关节,或万向节是一个联合或耦合刚性杆,使杆任何方向的弯曲,是常用的轴传递旋转运动。
它由一对铰链联接在一起,互相垂直,由一个十字轴连接。
万向节有一个主要的问题:即使当输入驱动轴以恒定的速度旋转,输出驱动轴可以在变速旋转,从而引起振动磨损。
从动轴的转速的变化取决于节点的配置。
这样的配置可以由三个变量。
通用(万向节)接头与动力传动系统有关的。
他们通常用在那里需要在旋转轴的被角偏差。
本研究的目的是探讨通用关节的动力学和提出了改善其性能的一些实用方法。
任务由最初推导运动方程进行了关联—相关的万向接头。
其次是阐述对转速和转矩,反式的振荡行为—MITS公司通过中介轴。
用解析的方法,也支持通过计算在关节轴承的力数值模拟。
这种模型也被用于计算的节奏,在联合超负荷量。
这建议在这些流行的轴承的故障原因的查找一个系统的方法。
带着同样的目的,一些有缺陷的轴承变形部分被选作实验室检查。
通过分析负荷特性和表面条件的缺陷轴承的疲劳理论与已知的比较是为了尝试挖掘出使这些节点故障和轴承表面缺陷的原因。
以提高这些流行机械元素的性能和寿命为目标,并提出一些切实可行的建议。
关键词:机械故障;轴承失效;失效分析;疲劳失效;SolidWorks建模1.介绍工程师们一直认为可以提供一种让旋转轴轴的方向稍微倾斜一点的办法。
Artobolevsky推出了一些这样的机制在他的书中[1]。
一些这样的机制,其相应的特性曲线示于图 1。
万向节的失效以严重的后果结束,它可以是非常昂贵的。
这导致突然的干扰物在电力供应源和消费设备之间。
因此,许多研究是为了识别在这些机制中相应的力的性质和失败。
例如,哈吉·雷扎伊&艾哈迈迪曾报道的他们万向接头的脆性破坏的裂缝影响的研究成果[2]。
Bayrakceken等人。
搭载的车辆的动力传递系统万向接头在两种情况下发生故障的研究成果报告上 [3]。
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万向节动力学,其故障和一些实际上提高其性能和寿命的命题摘要万象节也被称为万向联轴器,万向节,哈代斯派塞关节,或万向节是一个联合或耦合刚性杆,使杆任何方向的弯曲,是常用的轴传递旋转运动。
它由一对铰链联接在一起,互相垂直,由一个十字轴连接。
万向节有一个主要的问题:即使当输入驱动轴以恒定的速度旋转,输出驱动轴可以在变速旋转,从而引起振动磨损。
从动轴的转速的变化取决于节点的配置。
这样的配置可以由三个变量。
通用(万向节)接头与动力传动系统有关的。
他们通常用在那里需要在旋转轴的被角偏差。
本研究的目的是探讨通用关节的动力学和提出了改善其性能的一些实用方法。
任务由最初推导运动方程进行了关联—相关的万向接头。
其次是阐述对转速和转矩,反式的振荡行为—MITS公司通过中介轴。
用解析的方法,也支持通过计算在关节轴承的力数值模拟。
这种模型也被用于计算的节奏,在联合超负荷量。
这建议在这些流行的轴承的故障原因的查找一个系统的方法。
带着同样的目的,一些有缺陷的轴承变形部分被选作实验室检查。
通过分析负荷特性和表面条件的缺陷轴承的疲劳理论与已知的比较是为了尝试挖掘出使这些节点故障和轴承表面缺陷的原因。
以提高这些流行机械元素的性能和寿命为目标,并提出一些切实可行的建议。
关键词:机械故障;轴承失效;失效分析;疲劳失效;SolidWorks建模1.介绍工程师们一直认为可以提供一种让旋转轴轴的方向稍微倾斜一点的办法。
Artobolevsky推出了一些这样的机制在他的书中[1]。
一些这样的机制,其相应的特性曲线示于图 1。
万向节的失效以严重的后果结束,它可以是非常昂贵的。
这导致突然的干扰物在电力供应源和消费设备之间。
因此,许多研究是为了识别在这些机制中相应的力的性质和失败。
例如,哈吉·雷扎伊&艾哈迈迪曾报道的他们万向接头的脆性破坏的裂缝影响的研究成果[2]。
Bayrakceken等人。
搭载的车辆的动力传递系统万向接头在两种情况下发生故障的研究成果报告上 [3]。
在一般意义上,所有这些研究集中在万向接头或它的连接杆失效。
几乎没有任何研究报告特别关注在万向节轴承的失效。
然而,在实践中已经有许多失败的案例与万向节轴承失效有关联。
图1.万向接头的样品和该被Artobolevsky引入相应的特性曲线中虚线表明输入驱动轴的角速度和实线表明输出驱动轴的角速度 [1]2.万向节机构1904年,克拉伦斯·斯派塞,一位年轻的工程学毕业生康奈尔大学,他注册了一个他发明的机制[4]。
从那时起,这是所谓的万向接头的机制已得到广泛的工业应用。
该万向节是其中最热门的万向节。
这是广泛应用于机械接头及接头与先决条件是,输入驱动轴和输出驱动轴不对准。
它也可能是期望以允许一些沿旋转轴线的角偏差图2。
万向接头的三个主要部件包括:输入驱动轴,输出驱动轴和交叉十字轴。
两点交叉件连接到输入传动轴和其它两个点连接到该输出驱动器轴。
连接由滚针轴承提供的。
正是这些轴承的一个重要方面是,尽管在运转上他们从来没有经历完整的周期。
换句话说,每个这些轴承围绕只有几度其轴之前返回到其原来的位置。
因此,存在只有一组球中这些轴承是采取在轴承负载。
另一方面,即使输入的角速度驱动轴是恒定的,所述输出驱动器的角速度轴摆动。
这种振荡的大小取决于量输出驱动轴的角偏差。
这些接头被广泛用于汽车的动力传输系统。
然而,它们容易磨损和故障并需要替换,在比较短的的时间间隔。
自然,这意味着这些部件具有有限的寿命。
图2.万向接头示意图2.1研究背景众多机制用于横向轴之间的功率传输。
在他们之中胡克的关节是最常用[5]。
胡克接头被归类为万向关节和球形接头。
这些接头分别具有相对相交的15度和45度的角度。
这些类型的接头是在那些能够使用高功率传输的设备中。
然而,从动轴的角速度是不恒定的。
这意味着在所有角位置它们输出速度与输入速度的比值是不一样的[6]。
Bayrakceken,等。
[3] 进行了汽车动力的驱动轴传输系统万向节断裂分析。
他们得出结论认为万向节的失效背后的主要原因,源于高应力点和疲劳失效导致的裂纹的扩展。
他们还结论,为了防止这种故障在接头的设计改进中注意。
温和应力集中也加速了失效。
车辆动力传动系统由几个经常遇到不幸故障组件组成。
Heyes[7]研究了汽车常见的故障类型。
他透露,传输系统故障在汽车故障中占1/4。
这些故障的一些常见原因是由于设计和制造上的一些缺陷。
维护不足,缺陷的材料以及由用户的误操作也有贡献因素。
也有研究人员做过一些动力传输系统的研究报告 [8-11]。
Bayrakceken分析一个差速器小齿轮轴的失效[12]。
Kepceler等人。
研究了一个四轮驱动车辆的电力传输系统应力和寿命计算的元素[13]。
Hummel和Chassapis [14]研究了万向节的设计。
他们想出的一些建议关于万向接头的结构设计和优化与制造公差。
他们还开发了一个系统——关于理想万向节的设计优化方法 [15]。
设计了万向节的负责人需要处理一个给定的输入扭矩的最小直径对于一个给定的关节角度推导在早期的设计中,前轮驱动汽车用的是万向接头以从发动机传递动力,所遇到的传动系的问题。
这是由于该摇摆万向节的扭矩。
这样的扭矩当时由Dodge [16]和Evernden[17]分析一个全面的指南,万向节的设计是由瓦格纳和Cooney [ 18 ]写。
该指南是关于分析运动学和理想的万向接头强度不考虑干扰和假定小关节角。
Hummel和chassapis [ 14 ]一个系统的方法来研究与理想的万向接头的优化设计。
这是表明,如果发生机制的各个组成部分之间接触会产生非常高的内力[ 19 ]。
较高的内部力量会导致失败;因此,任何时候都必须避免干扰。
不合时宜的联合的失败是由于摇摆力矩是由Dodge [ 16 ]和Evernden [ 17 ]研究要做。
一般的万向节的设计和动力学的指导方针已经由Wagner and Cooney[ 18 ],Lee [ 20 ],Lingaiah [ 21 ],和Shigley and Mischke [ 22 ]完成。
图3。
一个失效的万向节的样品。
为提高电力传输机制的需要是无限的。
工程师在他们的企图是不安探索更复杂的系统,可以做的工作更多的有效的工作。
需要传递动力共同存在于在降低不良的机械振动水平的愿望。
这种企图的例子可以发现在工作报告由陈,等。
[ 23 ]。
他们提出了一个通过小的悬挂杆的轴向力幅值垂直轴的振动隔离方法。
通过梳理几何约束和动力学方程他们实现了一个通用的系统隔振控制方程。
为了提高电力传输系统的质量,第二路径是轴承表面的材料的改进含量。
在可执行范围内提高材料的抗疲劳和断裂性能同时是对环境友好的。
Sasaki [24]提出的轴承表面改进,多尺度表面纹理,是一种对于摩擦材料表面改进的新概念,介绍了其作为预期未来的发展。
它被视为一种有效的工程技术,可以对社会的可持续发展做出显著的贡献。
图。
3给出一个失效的的万向接头轴承。
这个轴承失效的关键都清楚地标明在这个数字。
它是本研究的焦点,调查失败的原因这些轴承,并提出了一些补救措施,以防止此类故障。
它可以因此提高轴承性能,并提高其寿命。
3.万向接头运动学方程的推导图4。
一个理想化的万向节。
测试点的速度矢量V等于At Az V V V =+ At V 和 Az V 分别在“()At V r θω=⨯ (3)Az V z ∙= (4) 2z R =-At V R ω=At V R ω=是输入轴与输出轴的方向之间的角度偏差替代At V 和Az V ,结果是222cos At Az V V V R t ωω=+= 最终得出0ω和0αV的数据。
因此,本文提出的分析模型,并通过仿真在某种意义上,SolidWorks 确认彼此的任务在一致性。
为了观察角速度的振荡,一个与所有细节利用SolidWorks建模的万向节软件工程[ 28 ]。
它的输入传动轴旋转时恒定角速度等于每秒36。
相应的结果示于图5。
它所呈现的变化在不同倾斜角度下的输出轴角速度的同时输入轴的角速度不变。
图6是输出之间的比较分析结果表明,采用式(12)和结果通过SolidWorks 软件建模。
SolidWorks建模是需要进一步分析的万向节。
的输入数据的两种方法是相同的结果接近一致。
而分析方法的产生精确的结果,也低于预测的两种方法之间的高峰值百分之0.01略有差异。
这可以归因于固有的不精确性的数值模拟。
这证实了计算的精度,验证了充足的条件SolidWorks建模这是本研究的后段需要。
需要强调的是,该模型的重要性在于其结果的准确性。
它可用于最大的计算角加速度和惯性矩影响最大的参数研究。
在某种程度上我们同样可以通过SolidWorks的建模实现的代价在模型的制备及精度的损失时间。
图5。
的变化在输出驱动轴的角速度万向节不同倾斜角度与输入轴的角位移。
从万向节的工作实际出发,利用二接头,安装在同一角度主题轴可以消除在角速度振荡。
这是通过扩大分析证明同时通过数值解[ 29 ]使用方法。
通常,机械系统中的两个万向接头同时使用是不可避免的。
这消除了用户构件的角速度波动问题出现。
这是图7的示意图展示。
图6。
在输入驱动输出传动轴的角速度6转的转速。
从SolidWorks 建模与分析方法比较结果。
图8。
扭矩适用于两端的轴连接连续两个万向节(忽略系统惯性)。
作为一个例子,基于式(15),计算出的变化在转矩和角速度的假设6转轴和36千瓦发射功率图8所示。
介绍了振荡行为扭矩传递通过中间轴之间两个万向接头。
这确实是验证的存在这种振荡行为。
力的精确值和尺寸计算的振荡,取决于中间的惯性轴,在扭力臂车变化的惯性万向节机构。
这样的计算要达到非常困难。
这些力的数值计算利用SolidWorks 软件工程[ 28 ]。
样品案例1000转的角速度,抗扭矩100牛米和10 O轴角。
因此,力通过输入传动轴的轴承和中间了轴承的计算和图9所示。
从这些结果可以看出,应用期这些力量是相同的。
它所造成的事实应用力频率只取决于输入轴的转速。
轴承构件的惯性也导致这些力之间的相位差。
这一点要注意的是,力的大小变化是较高的中间轴上的轴承相对于输入轴轴承。
这是归因于变化的力矩臂旋转,在增加力幅。
可以推断出重要的事实图9是对损坏的故障的可能性在中间轴承是比较高的同一类型的轴承,用于输入或输出轴。
输入轴上的轴承力的扭矩所需要的旋转轴完全成正比。
这的确是来自发动机的扭矩。
因此,从这个点上,所有的数据都是不相关的发动机扭矩在轴承的行为力。
图9。
在10轴角度的万向节轴承力,1000转的转速,并传递扭矩100 N.m。
重行是输入轴上的轴承和虚线是在中间轴轴承。
5. 用计算机模拟与分析对超负荷的计算到目前为止在本研究中,对万向的交变载荷关节轴承的确定和这种振荡的原因介绍了。