等速万向节传动轴的可靠性设计
等速万向节的设计
第二章 等速万向节的设计 ......................... 8
2.1 等速万向节的等速原理 ............................ 8 2.2 共轭曲面的解析 .................................. 9 2.3 结构设计 ....................................... 10 2.4 装球球窝的设计 ................................. 16 2.5 沟缘倒角的设计 ................................. 19 2.6 椭圆沟道的设计 ................................. 19 2.7 设计计算实例 ................................... 23 2.8 符号说明 ....................................... 26
1.1.1 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°，具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角不 为零的情况下，不能传递等角速转动。 当满足传动轴两端万向节叉处于同一平面内且第一万向节两轴间夹角与 第二万向节两轴间夹角相等的条件时，可以实现由变速器的输出驱动桥的输入 轴的等角速传动。但因为在车辆行驶时，驱动桥要相对于变速器跳动，不可能 在任何时候都有夹角相等，实际上只能做到变速器到驱动桥的近似等速传动。 在以上传动装置中，轴间交角越大，传动轴的转动越不均匀，产生的附加交变 载荷也越大，对机件使用寿命越不利，还会降低传动效率，所以在总体布置上 应尽量减小这些轴间角。
等速万向节的设计
等速万向节的设计
等速万向节是一种用于传递动力的机械装置，其设计可以使两个轴在
不同角度下保持同步旋转，同时还能够承受一定的轴向和径向载荷。
等速万向节广泛应用于汽车、船舶、机械制造等领域，是现代工业中
不可或缺的重要部件。
等速万向节的设计需要考虑以下几个方面：
1.材料选择：等速万向节需要承受较大的载荷，因此材料的选择非常重要。
常用的材料有高强度钢、铸铁、铝合金等。
不同的材料具有不同
的特性，需要根据具体的使用场景进行选择。
2.结构设计：等速万向节的结构设计需要考虑到其承受的载荷、转速、转角等因素。
一般来说，等速万向节的结构包括内外套、球头、球座、弹簧等部件。
其中，球头和球座的设计非常重要，需要保证其能够承
受较大的径向和轴向载荷，并且能够保持良好的运动平衡。
3.制造工艺：等速万向节的制造工艺需要保证其精度和可靠性。
一般来说，等速万向节的制造需要采用精密加工工艺，如数控加工、热处理等。
同时，制造过程中还需要进行严格的质量控制，以确保产品的质
量和可靠性。
总之，等速万向节的设计需要考虑到多个因素，包括材料选择、结构设计和制造工艺等。
只有在这些方面都得到了充分的考虑和优化，才能够设计出高质量、高可靠性的等速万向节产品。
电动轿车等速万向节驱动轴设计与验证探究
电动轿车等速万向节驱动轴设计与验证探究作者：***来源：《专用汽车》2022年第08期摘要：随着经济的不断发展，我国汽车生产量逐渐增加，人均汽车数量也随之提高。
因此，研究如何保障汽车安全运行十分必要。
基于此，从设计端入手，分析电动轿车等速万向节驱动轴的设计方案并提出对应的验证方法，以期为电动轿车同行的相关研究提供参考。
关键词：电动轿车;等速万向节;驱动轴;设计;验证中图分类号：U463收稿日期：2022-07-05DOI：10.19999/ki.1004-0226.2022.08.0201 前言针对等速万向节驱动轴所展开的研究较多，足以证明在电动轿车行业想要占据主导地位应更新相应零部件技术，给出更优的设计方案。
由于等速万向节驱动轴设计中受到多种因素的影响，需要对整车的布置和车型进行深入研究。
电动轿车在运行的过程中常出现异响的情况，这将严重影响其安全性能，因而在设计前要对等速万向节驱动轴总成的结构特性和发生异响的原因加以分析，以此完善设计工作，并通过验证证明设计的合理性。
2 电动轿车等速万向节驱动轴的结构特性2.1 等速万向节驱动轴总成目前所生产的电动轿车基本上利用相似的驱动轴总成结构，设置独立悬架，保证驱动装置能够在左右都带有等速万向节驱动轴的结构下实现轿车运转。
常见的结构形式是以伸缩型等速万向节、驱动轴、固定式等速万向节联用的方式，分别作用于不同的位置。
在车轮附近设置固定型等速万向节，连接与前轮毂渐开线内花键与外花键，在变速箱上设置伸缩型等速万向节，使得差速器半轴齿轮内花键与渐开线外花键相连。
按照以上所阐述的总成结构（见图1，其中1～11分别表示球笼式等速万向节、钢丝挡圈、固定端大卡箍、固定端密封罩、固定端小卡箍、驱动轴、伸缩端小卡箍、伸缩端密封罩、伸缩端大卡箍、挡圈（GB/T 894.1）、双偏置式等速万向节）设计电动轿车驱动轴，能够提升转矩和变速箱运动的平稳程度，将运动状态传递到轮毂驱动处，进而达到转向、行驶的目的（2）。
等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计
等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计一、引言在汽车、机械设备等领域中，等速万向节传动轴总成是一种重要的传动装置，其性能对整个系统的稳定性和效率起着至关重要的作用。
对等速万向节传动轴总成的结构主参数进行最优化设计具有重要意义。
本文将对等速万向节传动轴总成的结构主参数进行深入探讨，并提出最优化设计的相关建议。
二、等速万向节传动轴总成的概述等速万向节传动轴总成是一种能够实现转动轴的等速传动和角偏差补偿的重要装置。
它通常由内套管、外套管、滚珠、保持架、密封圈等部件组成。
其中，内外套管的长度、直径，滚珠的数量和尺寸，保持架的结构等都是决定传动轴总成性能的关键参数。
三、等速万向节传动轴总成结构主参数的优化设计1. 内外套管长度和直径的优化内外套管的长度和直径直接影响着传动轴的承载能力和稳定性。
在进行最优化设计时，需要综合考虑传动轴总成的实际工作环境和使用要求，通过有限元分析等方法确定内外套管的最佳尺寸，以确保其在工作中具有良好的耐久性和稳定性。
2. 滚珠数量和尺寸的优化滚珠的数量和尺寸直接影响着传动轴的传动效率和扭矩传递能力。
在最优化设计中，需要通过仿真计算和试验验证等手段确定最佳的滚珠数量和尺寸，以实现传动轴在工作时的平稳传动和良好的功率输出。
3. 保持架结构的优化保持架作为传动轴总成中的重要部件，其结构设计对于传动轴的使用寿命和性能起着关键作用。
在最优化设计中，需要考虑保持架的材料、形状和加工工艺等因素，以确保其具有良好的刚性和耐磨性，同时尽量减小其重量和功耗。
四、个人观点和理解在进行等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计时，我认为需要充分考虑传动轴总成的工作环境和使用要求，以及材料和加工工艺的实际条件。
通过综合运用计算机辅助设计、有限元分析、试验验证等方法，可以实现对传动轴总成结构主参数的科学、合理和有效的优化设计。
五、总结与回顾通过对等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计进行深入探讨，我们可以得出以下结论：内外套管的长度和直径、滚珠数量和尺寸、保持架结构等参数的最优化设计，能够显著提高传动轴总成的稳定性、传动效率和使用寿命，从而为相关设备和系统的性能提升提供有力支持。
万向节和传动轴设计
§4-6 中间支承结构分析与设计
1.开式：单式复式2.闭式：万向节被密封于管内，管承受驱动轴反力（独立悬架采用）
应合理选择CR，避免共振
§4-6 中间支承结构分析与设计
中间支承固有频率
感谢阅读
感谢阅读万向节：圆弧槽型球叉式万向节：传动夹角小于33°，磨损快，用于轻中型越野车转向驱动桥；直槽滚道型球叉式万向节：传动夹角小于20°，可以略微伸缩，用于断开式驱动桥
三、等速万向节
2.球笼式万向节：Birfield型球笼式万向节（RF节）：承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便，应用最广泛，用于独立悬架转向驱动桥靠近转向轮一侧。
一、单十字轴万向节传动
2.转矩变化若T1为常数，则
一、单十字轴万向节传动
3.附加弯曲力偶矩变化1）1=0°，180°时，则T2'= T1sinα，最大；2）1=90°，270°时，则T1'= T1tgα ，最小；因此，主、从动轴受到周期作用的附加弯曲力偶矩，其周期比主动轴转速大一倍（π），在主从动轴支承上引起周期性变化的径向载荷（振动）。
三、等速万向节
2.球笼式万向节：伸缩型球笼式万向节（VL节）：外滚道为直槽，可伸缩，省去滑动花键，结构简单，效率高；用于独立悬架转向驱动桥靠近主减速器一侧。
四、挠性万向节
特点：能减小扭转振动、动载荷、噪声结构简单，不用润滑用于两轴间夹角不大（3～5°），轴向位移小的场合
四、挠性万向节
用途：轿车三万向节传动中的靠近变速器的第一节；重型汽车发动机与变速器之间；越野车变速器与分动器之间，以消除制造安装误差和车架变形对传动的影响。
二、准等速万向节
2.凸块式万向节 特点：相当于双联式万向节，工作可靠，加工简单，允许的夹角较大（50°），工作面为全滑动摩擦，效率低，易磨损，对密封和润滑要求高。 用途：多用于中型以上越野车转向驱动桥。
传动轴和万向节设计
传动轴和万向节设计一、传动轴的结构传动轴是连接发动机和驱动轴的重要传动部件，其主要结构包括中心轴、连接部件和连接套管。
中心轴是传动轴的主体，其外形通常为圆柱形。
连接部件用于连接中心轴与其他传动部件，常用的连接方式有接合螺母和套筒连接。
连接套管则用于安装传动轴，起到支撑和保护的作用。
二、传动轴的设计要求传动轴作为汽车传动系统的关键零部件，其设计需要满足以下几个主要要求：1.良好的刚度和强度：传动轴在传递发动机动力的同时，还需要承受车辆行驶过程中的各种载荷。
因此，传动轴的设计需要保证足够的刚度和强度，以防止变形和断裂。
2.良好的动平衡性能：传动轴在高速旋转过程中会产生振动和不平衡力，对汽车驾驶稳定性产生不利影响。
因此，传动轴的设计需要考虑动平衡性能，采取相应的平衡措施。
3.重量轻、体积小：随着汽车动力性能和燃油经济性要求的提高，传动轴的质量也要求尽量减小，以减轻整车质量，提高燃油经济性。
4.良好的耐久性和可靠性：传动轴在汽车使用过程中会受到多种因素的影响，如冲击、杂乱加载和腐蚀等。
因此，传动轴的设计需要保证其良好的耐久性和可靠性，减少故障发生的概率。
三、万向节的结构和工作原理万向节用于连接传动轴和车轮之间，是一种能够在不同角度下实现传动的装置。
常见的万向节结构有三个球式和常角度式两种。
其中，三个球式万向节是一种可以实现任意角度传动的结构，由两个内圈、两个外圈和三个转动球组成。
常角度式万向节则适用于需要固定角度传动的场合，常用于前驱汽车。
万向节的工作原理是通过球和轴之间的球座和滚道实现传递动力。
当传动轴转动时，球会在轴上转动，通过球面与内圈、外圈的滚道接触传递动力。
相对于三个球式万向节，常角度式万向节的结构相对简单，其工作原理类似。
四、常见问题及解决方法1.传动轴产生振动：造成传动轴振动的原因有很多，可能是由于不平衡、轴材质问题或连接部件松动等原因。
解决方法可以是进行动平衡修正或更换质量较好的传动轴。
万向传动轴设计
弹性橡胶中间支撑
摆臂式中间支撑
第四章 万向传动轴设计
第一节 概述
万向传动轴设计的基本要求 可靠传递转矩 尽可能等速传动 传动效率高、使用寿命长
万向传动分类
第二节 万向节结构方案分析
不等速 准等速 等速
十字轴万向节结构
由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承 及轴向定位件、橡胶密封件等组成。
十字轴万向节结构
十字轴式万向节结构
多万向节传动设计准则
当量夹角 实现等速传动的条件 为零
第四节 万向节设计
万向节计算载荷
传动轴设计
保证有足够的配合长度 足够的强度和足够高的临界转速 不平衡量小
第六节 中间支承结构分析与设计
在长轴距汽车上，为提高传动轴临界转 速，减小万向轴夹角，以及布置上的需 要，常将传动轴分段。 在轿车中，有时为了提高传动系的弯曲 刚度，改善传动系弯曲振动特性，减少 噪声，而将传动轴分成两段。
滚针轴承及油封结构
球叉式等速万向节
球笼式等速万向节
球笼式等速万向节
伸缩型球笼式万向节
第三节 万向传动的运动和受力分析
单十字轴万向节传动 主动轴转速与从动轴转速的关系 转速不均匀系数 主动轴转矩与从动轴转矩的关系
பைடு நூலகம் 十字轴万向节运动示意图
十字轴万向节的力偶矩
双十字万向节的附加弯矩
三万向节传动示意图
等速万向节的设计
等速万向节的设计等速万向节是一种常见的机械传动装置，它具有传递动力和改变传动方向的功能。
它被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本文将从设计原理、结构特点以及应用领域等方面来介绍等速万向节。
一、设计原理等速万向节能够保持输入和输出轴的转速一致，实现无滑差的传动。
它的设计原理基于两个关键部件：内外球和万向销。
内外球是等速万向节的核心部件，它们由滚动轴承组成，能够实现球与球座之间的滚动。
内球与输入轴相连，外球与输出轴相连。
当输入轴转动时，内球也会跟随转动，通过滚动轴承与外球传递动力。
外球与输出轴相连，将动力传递给输出轴。
万向销是连接内外球的关键部件，它能够使内球和外球之间的转动轴线保持一致。
当内球和外球之间的转动轴线发生偏离时，万向销会自动调整位置，以保持内外球之间的同心度。
二、结构特点等速万向节的结构相对简单，主要由内外球、万向销、弹簧等构成。
内外球由滚动轴承组成，可以实现球与球座之间的滚动，从而实现动力传递和转动。
万向销由弯曲弹簧材料制成，可以调整内外球之间的相对位置，保持转动轴线一致。
等速万向节具有以下结构特点：1. 结构紧凑：等速万向节的结构紧凑，体积小巧，适用于空间有限的场合。
2. 传动平稳：等速万向节能够实现输入和输出轴的转速一致，传动平稳，无滑差。
3. 负载能力强：等速万向节能够承受较大的负载，并且具有较高的传动效率。
4. 调整方便：万向销可以自动调整位置，使内外球之间的转动轴线保持一致，调整方便。
三、应用领域等速万向节在许多领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 汽车行业：等速万向节被广泛应用于汽车传动系统中，用于传递动力和改变传动方向。
它可以使驱动轴与转向轴之间实现无滑差的传动，提高汽车的行驶稳定性和操控性能。
2. 航空航天领域：等速万向节在航空航天领域中也有重要应用。
它可以用于飞机的起落架系统、飞行控制系统等，能够实现飞机在起飞、降落和飞行过程中的转向和动力传递。
3. 机械制造：等速万向节在机械制造领域中被广泛应用，例如机床、工程机械等。
万向传动轴设计范文
万向传动轴设计范文万向传动轴是一种用于解决传动轴在不同角度下的传动问题的机械元件，它能够在两个传动轴之间传递动力，并且可以在不同角度和位置上进行灵活的转动。
万向传动轴在许多机械装置和交通工具中广泛应用，例如汽车、飞机、船舶、机床等。
在设计万向传动轴时，需要考虑许多因素，比如传动效率、承载能力、运转平稳性等。
接下来，我将详细介绍万向传动轴的设计原理和注意事项。
在万向传动轴的设计过程中，首先需要确定传动轴的类型和尺寸。
根据不同的应用和需求，万向传动轴可以分为多种类型，例如万向节型、十字轴型、单卡特型等。
在选择传动轴类型时，需要考虑传动力矩的大小，传动角度的范围以及空间限制等因素。
然后，在确定传动轴类型后，需要计算传动轴的尺寸，包括直径、长度和轴肩等。
这些参数的尺寸设计需要根据传动功率和载荷来确定，并考虑传动的平稳性和效率。
在万向传动轴的设计中，需要特别关注传动效率和运转平稳性。
传动效率是指传动轴在传递动力时的能量损失情况，主要受到传动角度和速度的影响。
为了提高传动效率，可以采用合适的润滑方式和材料选择，减少摩擦和磨损。
同时，还需要优化传动轴的结构和减小不平衡力，以改善传动的运转平稳性。
可以通过合理的设计和加工技术，使传动轴在高速旋转时减小振动和噪音。
此外，在万向传动轴的设计过程中，还需要考虑轴承的选择和润滑方式。
轴承是传动轴关键的支撑部件，对于传动的平稳性和寿命具有重要影响。
轴承的选择需要根据传动轴尺寸和载荷要求来确定，一般可以选用滚动轴承和滑动轴承等。
同时，还需要确定合适的润滑方式，常见的润滑方式有油润滑和脂润滑，可以根据不同应用和工况选择。
最后，为了确保万向传动轴的性能和可靠性，还需要进行仿真和试验验证。
通过仿真分析，可以模拟万向传动轴在不同工况下的运转情况，评估其性能和效果。
在试验验证中，可以测试传动轴在实际工作条件下的运行情况，检测其承载能力和运转平稳性。
根据试验结果，可以对传动轴的设计进行调整和改进，以达到最佳的传动效果和寿命。
等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计
等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计（原创实用版）目录1.等速万向节传动的概述2.等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计2.1 传动轴总成结构的主要参数2.2 优化设计方法2.3 最优化设计的验证正文一、等速万向节传动的概述等速万向节传动是一种在传动过程中，使得输出轴和输入轴的角速度始终相等的传动方式。
这种传动方式广泛应用于汽车驱动轴、船舶推进器等领域。
等速万向节传动能够保证传动过程中的平稳性和可靠性，从而提高整个传动系统的工作效率和性能。
二、等速万向节传动轴总成结构主参数的最优化设计2.1 传动轴总成结构的主要参数在等速万向节传动轴总成结构中，主要的参数包括：万向节的类型、尺寸和材料；传动轴的直径、长度和材料；轴承的类型、尺寸和材料；以及密封件的类型和材料等。
这些参数对等速万向节传动的性能和可靠性有着重要的影响。
2.2 优化设计方法为了提高等速万向节传动轴总成结构的性能和可靠性，需要对其主要参数进行最优化设计。
最优化设计方法可以分为两类：一类是基于数学模型的优化设计，另一类是基于实验数据的优化设计。
基于数学模型的优化设计，主要是通过建立等速万向节传动轴总成结构的数学模型，然后运用数学方法和数值计算方法进行优化求解。
这种方法的优点是计算精度高，缺点是需要建立准确的数学模型，并对模型的参数进行精确的数值计算。
基于实验数据的优化设计，主要是通过进行大量的实验测试，然后运用统计方法和数据挖掘方法进行优化求解。
这种方法的优点是实验数据准确，缺点是实验过程耗费时间和资源。
2.3 最优化设计的验证最优化设计完成后，需要对其进行验证。
验证的主要方法有：模拟仿真验证、实验验证和实际应用验证。
模拟仿真验证主要是通过数学模型进行仿真实验，验证最优化设计的正确性和有效性；实验验证主要是通过实验设备进行实验测试，验证最优化设计的正确性和有效性；实际应用验证主要是通过实际应用，验证最优化设计的正确性和有效性。
传动轴和万向节设计
传动轴和万向节设计一、传动轴设计原理传动轴是将发动机产生的动力传递到车辆的驱动轮上的一个重要部件。
其主要功能是在发动机和驱动轮之间传递扭矩，并且能够适应车辆悬挂系统的运动。
传动轴一般采用圆柱形或者扁平形的结构，其内部有若干根同轴排列的精密钢管。
在正常情况下，传动轴的转速较低，承受的扭矩相对较小，所以设计上一般使用空心结构，以减轻重量，并提高整车的燃油经济性。
在传动轴的设计过程中，需要考虑以下几个方面：1.强度设计：传动轴在传递高扭矩时需要具备足够的弯曲强度和抗扭强度，以防止其发生破坏。
强度设计一般采用有限元分析方法，考虑材料的强度和结构的几何形状，以确保传动轴的可靠性。
2.动平衡设计：传动轴在旋转时会产生一定的离心力，为了避免引起车辆的振动和噪音问题，需要进行动平衡设计。
动平衡主要通过改变传动轴的结构和通过在不平衡部位安装平衡块的方式来实现。
3.转向角度设计：传动轴需要能够适应车辆悬挂系统的运动，所以需要根据车辆的悬挂行程和转向角度来设计传动轴的长度和角度。
过大的转向角度会造成传动轴的变形和断裂，过小的转向角度则会影响车辆的灵活性。
二、万向节设计原理万向节是传动轴和车轮之间连接的关键部件，其主要功能是实现传动轴与驱动轮间的角度传递，并在转向时能够适应轮胎的转向角度。
万向节一般由内球和外球组成，内球有两个半球形的凹槽，外球有两个凸槽，内外球通过一个钢球来连接。
当传动轴发生转动时，内外球可以相对转动，以适应车轮的角度变化。
在万向节的设计中，需要考虑以下几个因素：1.角度传递：万向节需要能够在不同角度下传递扭矩，并且保持稳定的工作状态。
在设计中需要注意内外球的形状和尺寸，以确保扭矩的传递效果和稳定性。
2.脱落力设计：万向节在工作过程中会产生较高的脱落力，为了保证其可靠性，需要进行脱落力分析和设计。
一般采用优化设计或者增加连接脱落力的结构，以确保万向节在承受高负荷时不发生脱落。
3.寿命设计：万向节在工作过程中会产生较大的摩擦和磨损，所以需要进行寿命设计。
万向轴传动设计
图4-5 十字轴万向节的力偶矩
当主动叉 ϕ1 处于π/2和3π/2位置时 （图4-5b），同理可知 T2=0，主 动叉上的附加弯矩T ' =T1tanα。 1 分析可知，附加弯矩的大小是 在零与上述两最大值之间变化，其 变化周期为 π ，即每一转变化两次。 附加弯矩可引起与万向节相连零部 件的弯曲振动，可在万向节主、从 动轴支承上引起周期性变化的径向 载荷，从而激起支承处的振动。因 此，为了控制附加弯矩，应避免两 轴之间的夹角过大。
图4-3 Birfield型球笼式万向节
的径向线成45°角，椭圆在接触点处的曲率半径选为钢球半径的1.03～ 1.05倍。当受载时，钢球与滚道的接触点实际上为椭圆形接触区。这种 万向节允许的工作角可达42°。由于传递转矩时六个钢球均同时参加工 作，其承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便，应用 较为广泛。但是滚道的制造精度高，成本较高。
图4-4伸缩型球笼式万向节 4-4
Rzeppa型球笼式万向节主要应用于转向驱动桥中，目前应用较少。 Birfield型球笼式万向节和伸缩型球笼式万向节被广泛地应用在具有独立 悬架的转向驱动桥中，在靠近转向轮一侧采用Birfield型万向节，靠近差 速器一侧则采用伸缩型球笼式万向节。伸缩型万向节还被广泛地应用到 断开式驱动桥中。
图4-6 附加弯矩对传动轴的作用
当输入轴与输出轴相交时 （图4-6c），传动轴两端万向节 叉上所受的附加弯矩方向相同， 不能彼此平衡，传动轴发生如图 4-6d中双点划线所示的弹性弯 曲。
第四节 传动轴结构分析与设计
传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键和万向节叉组成。传 动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的 变化。 传动轴在工作时，其长度和夹角是在一定范围变化的。设计时应保 证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长 度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节的寿命、万 向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度 和足够高的临界转速。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于 其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传 动轴折断时的转速。传动轴的临界转速nk （r/min）为
万向节传动轴设计
万向节传动轴设计
首先，要考虑到万向节传动轴的传动效率。
传动效率是指传动装置中能通过的有效功率与输入功率之比。
为了提高传动效率，设计时应选择合适的传动角度和传动比例。
通常情况下，传动轴的传动角度越小，传动效率越高。
因此，在设计过程中需要合理确定传动角度，并根据实际情况选择合适的传动比例。
其次，还需考虑传动轴的可靠性。
可靠性是指传动装置在工作条件下不断地完成所需功能的能力。
为了确保传动轴的可靠性，设计时需要考虑以下几个方面：
1.选择适当的材料：传动轴承受较大的扭矩和载荷，因此需要选择强度高且耐磨损的材料，如合金钢等。
2.设计适当的结构：传动轴的结构应该合理，能够承受较大的弯曲和扭矩载荷，并且需要避免过度振动和应力集中等问题。
3.合理布局：传动轴的布局应该合理，以减少摩擦、磨损和噪音等问题。
此外，还需要考虑制造成本。
传动轴的制造成本包括材料成本、加工成本和装配成本等。
为了降低制造成本，可以选择成本相对较低的材料，并且优化传动轴的结构以减少加工工艺和成本。
在设计过程中，还需要考虑到其他因素，如安装空间、工作环境和使用寿命等。
安装空间限制了传动轴的尺寸和结构，因此需要根据实际空间情况设计传动轴。
工作环境包括温度、湿度和腐蚀等因素，需要根据工作环境选择耐久性好的材料和防护措施。
使用寿命与传动轴的设计寿命和维护保养有关，需要根据实际使用情况综合考虑。
总之，设计万向节传动轴需要考虑传动效率、可靠性和制造成本等多个因素。
通过合理选择材料、优化结构和布局，可以实现高传动效率、可靠性和较低的制造成本，满足汽车传动系统对万向节传动轴的需求。
等速万向节的设计
等速万向节的设计1. 简介等速万向节是一种常见于机械传动系统中的重要组件，它的设计对于保证传动效率、降低噪音和振动具有重要意义。
本文将深入探讨等速万向节的设计原理、结构特点以及在各种应用场景下的设计考虑因素。
2. 等速万向节的工作原理等速万向节通过连接两个轴的非共线的轴段，实现了轴的旋转和转角传递，并且保持了旋转速度的恒定。
其工作原理可以分为以下几个重要步骤：2.1. 旋转接触点的变化在等速万向节中，两个轴之间的连接处包含了一个或多个球体，在传动过程中，这些球体会不断地在两个轴之间进行滚动。
通过球体的滚动，实现了两个轴的转速传递，并且消除了因轴的非共线而引起的转角变化。
2.2. 分离区的设计为了保证等速万向节的传动效果，需要在球体滚动的过程中，保持轴的传动角度处于接近90度的状态。
为了实现这一点，通常会在等速万向节的结构中引入分离区，通过调整分离区的位置和形状，使得两个轴连接处的传动角度保持稳定。
2.3. 传动效率与相位误差在等速万向节中，为了实现轴的等速传动，需要保证传动效率的最大化，并且控制轴之间的相位误差。
通过优化等速万向节的结构设计，选择合适的球形接触点和合理的分离区形状，可以显著提高传动效率并减小相位误差。
3. 等速万向节的结构特点等速万向节的结构特点对于其传动性能至关重要，以下将从几个方面进行探讨。
3.1. 球体与轴的匹配等速万向节中的球体与轴的匹配是保证传动效果的关键。
球体的直径和形状应与轴的接触面相匹配，以实现最佳的传动效率和接触性能。
此外，球体与轴之间的润滑剂也需要适当选择，以减小接触面的摩擦和磨损。
3.2. 分离区的设计等速万向节中的分离区设计直接影响着传动角度的稳定性。
合理的分离区可以保持两个轴的传动角度接近90度，并且减小相位误差。
分离区通常采用锥形或曲面形状，不同的设计对传动性能有着不同的影响，需要根据具体应用场景进行选择。
3.3. 结构材料的选择等速万向节的结构材料选择包括球体、连接件和外壳等。
第四章万向传动轴设计
f
j
=
1 100
(16 -
0.195 ma g ) Te m a x
0
当0.195 ma g 16时 Te m a x
当0.195 ma g 16时 Te m a x
k—液力变矩器变矩系数； k = [(k0 -1) / 2] 1 k0为最大变矩系数
—发动机到万向传动轴之间的传动效率；
iⅠ—变速器一挡传动比；
点： 力强，效率较高，尺寸紧凑，安装方
便，精度要求高，成本较高
目前应用最为广泛的等速万向节！
伸缩型 结构简单，滚动阻力小，传动效率高
伸缩型球笼式万向节
四、挠性万向节
特 能减小传动系的扭转振动、 点：动允载许荷a=和°噪~声5°，及结很构小简轴单,
向位移,使用中不需要润滑
应用：常用作轿车三万向节传
主动轴 T1
a T2 从动轴
T2
a
T1 T2'
此时：T1'=T1sina
（T1的最大值）
当1=9 °时 ，T作用于十字轴平面，T2’必为零.
主动轴
特点：
a 从动轴
a T1
T2
T1'
此时：T1'=T1tana
（T’1的最大值）
附加弯矩值每转半转就在上述最大值与零之间变
化一次（周期为180°）
危害： 附加弯矩可引起与万向节相连机件的弯曲振动，
效率高，工作可靠，制造方便。
双联式万向节
缺点：结构较复杂，外形尺寸较大，零件数目较多。 应用： 中吨位以上的越野车
凸块式万向节
组成：主要由两个万向节叉和两个凸块组成
优点：
工作可靠，加工简单，允许所联两 轴夹角较大(可达50°)
万向节传动轴的设计论文
万向节传动轴的设计摘要：采用优化设计方法及可靠性分析方法进行万向传动轴的设计。
针对传动系的传动性能进行传动轴选用与布局设置，以减少附加负荷，通过对两轴之间的夹角的优化和对中间支承刚度的选取以优化结构的布局及减小支承刚度，增加传动轴的传动效率，减小能量的损耗。
基于传动轴的强度及扭转刚度可靠性分析, 以可靠度要求作为约束条件, 建立传动轴的可靠性优化设计模型。
关键词：万向节；传动轴；可靠性分析；优化设计引言万向节传动轴是传动系统的重要组成部分之一。
传动轴选用与设计布置的合理与否直接影响到传动系的传动性能。
选用和布置不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加动负荷，可能导致传动系不能正常运转和过早的损坏。
因而为使传动系能良好地发挥其应有的性能和正常运转，设计传动轴的布局以研究其性能的影响，是提高传动效率和寿命的研究方向。
1 万向传动轴的介绍万向传动轴主要是由万向节、传动轴和中间支承组成。
其主要用于工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩。
例如万向传动轴在汽车底盘的的应用如图1。
图1 汽车主转动轴而伴随着传动技术的发展，为满足不同工况的需求形成了各种万向节，万向节可以分为刚性万向节和挠性万向节：刚性万向节可分为不等速万向节（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。
目前，十字轴式刚性万向节传动轴在汽车传动系中用得最广泛。
变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。
在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。
当后驱动桥为独立的弹性，采用挠性万向传动轴。
对于万向传动轴设计应满足如下基本要求：1.保证所需要连接的两根轴相对位置在预定的范围内变动时，能够可靠地传递动力距。
2.保证所需要连接两轴尽可能等速运转。
3.由万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应都应在允许的范围内。
4.尽量达到传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等要求。
汽车等速万向节传动轴的可靠性设计与解析
由于可靠度是指许 用 剪切 应 力 超 过实际 剪切 应力( 即 δ ＞ τ ) 的概率， 如令 y = δ － τ ， 则 f( y) 为 2 珋 1 －( y －y ) f( y) = exp ， ( 11 ) 2 2 σy 2 πσ y 槡 珋 珋 =δ －珔 式中: y τ; σ y = 态分布。 σ δ + σ τ 。 显然 f ( y ) 也 是 正 槡
1
传动轴的转矩及产生的剪切应力
汽车等速万 向 节传动 轴 总 成 为一 端固 定， 另 一端承受转矩。 1． 1 转矩 转矩与材料 剪切弹 性 模 量、 扭 转 角 和 极惯 性 ［1 ］ 矩成正比， 其值为 W = GθI P ， I P = πd / 32 。 对于实心轴， 汽车等速万向节传动 轴 总 成 的 固 定 端 一 般 为 球笼式万向 节， 该 万 向 节 内部 基 本 属于静 态运 转 工况。在该 工 况下， 钢球 与 星 形 套 和 钟 形 壳 之间 均为共轭 Hertz 接 触。 显然， 星 形 套、 钟形壳和钢
图3
可靠度随平均半径的变化曲线
由图 3 可 以 看 出， 传动 轴 可靠度 R 先随 其 平 r 的增大而急剧增大， r 增大 到 一 定 程度 均半径 珋 当珋
图1 可靠度随半径偏差的变化曲线
由图 1 可 以 看 出， 可靠度 R 随 传动 轴 半 径 偏 差系数 α 的 增大 而 减 小。 因此， 减 小 传动 轴 半 径 的偏差， 或者提高该尺寸 的公 差 等 级 和 稳定 性， 可 确保传动轴具有较高的可靠度。 4 ． 2 许用剪切应力标准差变化对可靠度的影响 zR = 127 ． 526 2 σ δ + 513 ． 146 1 槡
万向节和传动轴设计
万向节传动的运动分析
主动轴转矩T1 和从动轴转矩T2 之间关系
万向节和传动轴设计
万向节传动的运动分析
十字轴万向节约的力偶矩平衡
T1 和T2 外万向节十字轴上还作用有另外的 力偶矩Ts- 附加弯矩又称为二阶弯矩
万向节和传动轴设计
4.2.2双万向节传动
为使处于同一个平面内的 输出轴与输入轴等速旋转 在汽车传动系中常采用双 万向节传动。常采用的方 案其共同的特点： 1 与传动轴相连的两个万 向节叉布置在同一平面内 2 两万向节与传动轴的夹 角相等 在这样布置的情况下可以 保证等角速传动
万向节传动的运动分析
万向节和传动轴设计
两种通常采用的双万向 节传动方案中附加弯 矩的影响
两万向节叉所受的附加弯矩 相互平衡但造成传动轴的弹 性弯曲变形从而引起传动轴 弯曲振动
附加弯矩方向相同不能彼此 相互平衡，因此对两端的十 字轴产生大小相等方向相反 的径向力F ， F作用在滚针轴 承上并在输入轴和输出轴的 支承上引起反力此外传动轴 还要发生弹性变形
万向节和传动轴设计
4.1概述 4.2万向节传动的运动分析 4.3万向节设计 4.4传动轴设计 4.5中间支承
Hale Waihona Puke 主要内容万向节和传动轴设计
中间支承
橡胶元件能吸收传动轴的振动，允许中间传 动轴线相对车架运动。这种弹性中间支承不 能传递轴向力主要承受径向力，这些径向力 主要是由传动轴不平衡偏心引起的，另外万 向节上的附加弯矩也引起径向力，这些径向 力是变化的，有些每转变化一次（传动轴的 不平衡偏心引起的径向力），另一些每转变 化两次（万向节上附加弯矩引起的径向力） 当这些激振力的频率与弹性中间支承悬置质 量的固有频率重合时便会发生共振
纳铁福 等速万向节传动轴产品技术参数
纳铁福等速万向节传动轴产品技术参数一、产品概述1. 纳铁福等速万向节传动轴是一种用于车辆传动系统的重要零部件，具有传输动力和扭矩的功能。
其主要特点是能够在传动过程中保持传动轴的同心性和等速性，从而保证车辆行驶时的稳定性和平顺性。
2. 纳铁福等速万向节传动轴采用优质的材料和先进的制造工艺，具有高强度、耐磨、耐腐蚀等优点，能够适应恶劣的路况和工作环境，并具有较长的使用寿命。
3. 纳铁福等速万向节传动轴产品广泛应用于各类汽车、工程机械、农用车辆等领域，是保障车辆传动系统正常运行和安全行驶的重要部件。
二、主要技术参数1. 扭矩传输范围：纳铁福等速万向节传动轴产品能够承受的最大扭矩为XXXX Nm，最小扭矩为XXXX Nm。
2. 同心度：在正常工作状态下，纳铁福等速万向节传动轴能够保持的同心度误差小于XXXX mm。
3. 等速性：在各种工作条件下，纳铁福等速万向节传动轴能够保持的等速性误差小于XXXX rad/s。
4. 耐磨性：纳铁福等速万向节传动轴的摩擦副部件经过特殊处理，能够保证在恶劣路况下的耐磨性，使用寿命长。
5. 耐腐蚀性：纳铁福等速万向节传动轴经过防腐蚀处理，能够适应多种恶劣环境，并且具有良好的耐腐蚀性能。
6. 工作温度范围：纳铁福等速万向节传动轴能够在-40℃至+80℃的温度范围内正常工作。
7. 安装尺寸：根据不同车辆型号和传动系统的要求，纳铁福等速万向节传动轴具有多种安装尺寸可供选择，能够满足不同需求。
三、产品优势1. 高可靠性：纳铁福等速万向节传动轴经过严格的质量控制和性能测试，具有高可靠性和稳定的性能。
2. 极限扭矩大：纳铁福等速万向节传动轴采用优质材料和精湛工艺制造，能够承受较大的扭矩，保证传动系统的稳定性和可靠性。
3. 使用寿命长：纳铁福等速万向节传动轴经过耐磨处理和防腐蚀处理，具有较长的使用寿命，能够降低维护成本。
4. 安装方便：纳铁福等速万向节传动轴具有多种安装尺寸可供选择，安装方便，能够快速替换。
等速万向节传动轴的模糊可靠性设计
等速万向节传动轴的模糊可靠性设计
曾庆生;林国湘
【期刊名称】《叉车技术》
【年(卷),期】1999(000)003
【摘要】针对现行的可靠设计中，不考虑设计参数模糊性的不足之处，提出奖模糊可毡设计引入到机械设计之中，在一般可靠性设计的基础上，对等速万向节传动轴进行了模糊可靠性设计，并给出了计算实例。
【总页数】3页(P9-11)
【作者】曾庆生;林国湘
【作者单位】湖南衡阳中南工学院机械工程系;湖南衡阳中南工学院机械工程系【正文语种】中文
【中图分类】TH133.2
【相关文献】
1.汽车等速万向节传动轴的可靠性设计与解析 [J], 石宝枢
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4.等速万向节传动轴内环特种胀夹装置 [J], 孟祥龙;胡晶;张鑫;高伟明;母丹;李丹
5.汽车等速万向节传动轴总成结构主参数的优化设计 [J], 石宝枢;蔡星原;张荣校;张方贵;毛阳鑫;张献刚
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