球笼式等速万向节轻量化优化设计

为达到轻量化的目的,把原来的球笼式等速万向节设计成有8个钢球的球笼式等速万向节。对BJ-83球笼式等速万向节的结构进行设计,万向节的钢球数由6个增加到8个,由于钢球的尺寸减小,万向节的结构尺寸和质量都减小,实现了轻量化的目的,构建了两种球笼式等速万向节的三维实体模型,并应用ANSYS Workbench对两种万向节进行有限元分析,通过对球笼式等速万向节进行模拟,结果表明,8个钢球的万向节比6个钢球的万向节承受的应力更小、疲劳寿命更长。     

球笼式等速万向节设计研究

对球笼式等速万向节滚道截形椭圆的几何形状设计和接触应力计算进行了较详细的分析,提出了较实用的等速万向节寿命估算公式,同时对球笼式等速万向节两个重要参数———偏心距和滚道弧长进行了设计研究。     

球笼式等速万向节钟形壳装球球窝的设计计算

球笼式等速万向节是传递两相交轴之间的运动和动力，且瞬时回转速度始终为１的空间啮合传动装置。它具有单节瞬时同步、两轴间角位移大、效率高、能承受重载及冲击载荷等优点。本文着重讨论了ＢＪ型球笼式等速万向节钟形壳装球球窝的设计与计算方法，并用实例说明。     

等速传动轴传动效率的虚拟样机分析与试验研究

利用多体动力学方法建立了汽车用球笼式和三销轴式等速万向节及其组成的等速传动轴的虚拟样机模型,分析了等速传动轴在不同工作转速、扭矩与输入和输出轴夹角时的传动效率,并通过相应的台架试验验证了虚拟样机仿真分析结果的有效性,结果表明传动效率仿真和试验结果间的最大相对误差小于0.82%,可以用虚拟样机仿真分析方法替代台架试验来研究等速传动轴的传动效率。阐明了球笼式和三销轴式等速万向节输入和输出轴间夹角增大是导致等速传动轴传动效率下降的主要原因。     

基于虚拟样机技术的汽车等速驱动轴传动效率的分析

构建了由TJ-82三枢轴式万向节和BJ-83球笼式万向节组成的汽车等速驱动轴总成的三维实体模型,应用ANSYS对芯轴做柔性处理并导入ADAMS中,建立了刚柔耦合动力学模型对其进行动力学仿真,通过对等速驱动轴进行模拟,结果表明,等速驱动轴具有等速性,而且随着轴间夹角增大,传动效率降低,能量损失越严重。     

不同夹角下三枢轴式等速万向节强度分析

对汽车传动系统中的三枢轴式等速万向节不同工作夹角进行强度分析,得到不同夹角下各零件的接触应力及外壳轴段应力分布;并将仿真结果与试验进行对比,验证仿真的合理性与准确性。结果表明:在设计夹角范围内,万向节各零件接触应力满足设计要求;接触应力随工作夹角增加而增大,但增加幅度不大;外壳轴下端应力水平较低,且不同夹角下无明显变化,可以优化该处结构,以减轻万向节质量。该研究结果可为三枢轴式等速万向节设计优化提供指导。     

球笼式等速万向节结构轻量化设计

为了实现球笼式等速万向节的结构轻量化设计,以球笼式等速万向节最大接触应力、接触总变形和塑性变形为依据,分别对钢球数量为6和8的两种结构的球笼式等速万向节进行了初步研究.对球笼式等速万向节的主要结构尺寸即钢球中心圆直径与钢球直径之比、万向节外径与内套花键分度圆直径之比,以及球笼式等速万向节的偏心距与钢珠中心圆半径之比进行了优化选择和比较.研究结果初步表明,对于球笼式等速万向节,当钢球数量由6增加为8时,由于钢球直径的减小,不但其外形尺寸可以减小12%、质量可以减少近20%,而且万向节的承载能力反而可以得到少许提高.因此,增加球笼式等速万向节的钢球数量是实现其结构轻量化设计的一种有效方法.     

双偏置式球笼等速万向节的结构设计

介绍双偏置式球笼等速万向节的工作原理。根据极限轴间角 ,确定内、外圈高和保持架偏心量等一系列参数。附图 2幅。     

等速万向节的摩擦与润滑

等速万向节的摩擦极其复杂，由于接触应力很高，其润滑油膜厚度属于纳米级，因此需要使用特殊润滑脂。需要发展新的理论来解释。分析了中心固定型等速万向节、可轴向移动的球笼等速万向节、交叉滚道式球笼等速万向节及三球销式等速万向节的摩擦特点及润滑要求。     

等速万向节运动灵敏度的试验分析

１　引言等速万向节总成一般由固定端万向节、滑移端万向节和传动轴组成。用于独立悬挂的轿车前转向驱动桥的等速万向节传动轴总成的典型结构如图１所示,固定端为球笼式万向节（ＢＪ型）、滑移端为交叉滚道式万向节（ＬＪ型）,再由传动轴联接起来。图１　轿车用等速万向节传动轴总成的结构由于轿车在各种路面上的行驶速度不同,其运动情形极其复杂,要求万向节总成在规定的角位移和轴向位移范围内能平稳、精确和可靠地传递运动和转矩。而弯曲力矩、回转力矩和滑移力等灵敏度对万向节总成的平稳性、精确性和可靠性等综合性能产生极其重要的…     

高效能球笼式等速万向节的沟道设计

针对沟道全部偏置的球笼式等速万向节内部摩擦阻力较大的问题,将球笼式等速万向节的沟道设计为有偏置和无偏置的混合结构,在保持万向节的等速运动和扭矩传递性能的同时,可以极大地减小万向节运转时的内部轴向力,从而降低万向节的内部运动阻力,提高球笼式等速万向节的工作效率。     

等速万向节滑移端在汽车上的应用

对柱轴等速万向节、双偏置球笼等速万向节、交叉滚道球笼等速万向节的使用性能进行了比较，并介绍了三种等速万向节滑移端的应用现状及发展前景。     

球笼式万向节的等速性

球笼式万向节在具有很大轴间角时仍能平稳传递转速和转矩，且具有等速性。从结构和投影几何学两方面证明了其等速性，并对主动轴和从动轴的线速度进行了分析，为设计开发不等偏心距球笼式万向节提供了理论基础。     

球笼式等速万向节偏置距的设计

介绍了球笼式等速万向节的结构和工作原理，分析了钢球的受力情况，从而得出球笼式等速万向节的偏置距ａ＝１５°～１７°。     

球笼式等速万向节内部接触应力的有限元分析

通过三维重构技术建立轿车球笼式等速万向节的三维模型,并应用ANSYS软件对其承受极限转矩时的内部接触应力进行有限元分析,最后对比两种极限工况的数值解.结果表明,球笼式等速万向节内滚道接触应力大,易于磨损,疲劳寿命短.     

等速万向节椭圆轨道设计与星形套有限元分析

文中阐述了球笼式等速万向节的结构和工作原理,根据球笼式等速万向节椭圆形轨道与钢球接触的共轭特性,建立了轨道与钢球接触的数学模型.该数学模型给出了球笼式万向节轨道设计的新方法.此方法适合油膜形成的沟底间隙作为设计参数,克服了常用万向节椭圆形轨道设计中曲率系数f的近似取值对啮合间隙的影响.同时,采用该设计方法给出了BJ型等速万向节椭圆轨道的设计参数,并利用三维造型软件Pro/E对BJ125型等速万向节星形套进行了三维建模,而且还采用有限元分析软件ANSYS分析了星形套的接触应力,验证了设计、选型的合理性,为万向节的设计和选型提供了新的思路和方法.     

万向节增设注油道

<正>JGW-111型高速挖掘机的转向驱动桥上装有球笼式等速万向节,该万向节为一次性润滑,只在装配时加注4号二硫化钼润滑脂,一般情况下不能加油。但是,高速挖掘机在野外工作,若环境条件特别恶劣(如涉水作业、泥泞道路作业),常因润滑不良造成万向节内的钢球、球笼、星形套和球形壳磨损严重以至报废。     

轿车等速万向节驱动轴总成的无干涉设计

根据等速万向节驱动轴总成的结构原理和独立悬架轿车前桥的运动规律,全面分析了驱动轴总成产生异响现象的原因,根据前桥伸缩量和转角的要求,并充分考虑各种系统误差等不利情况,推导出伸缩型万向节内组件、筒形壳内腔、驱动轴等轴向长度的一系列关系式,确保了等速万向节驱动轴总成无干涉设计。实例表明,按照该系列计算式设计的等速万向节驱动轴总成避免了干涉的发生,消除了常见的异响现象。     

三球销式等速万向节动力学仿真分析系统

在分析三球销式等速万向节工作原理及各种接触碰撞模型的基础上，建立了万向节含间隙机构运动副的动力学模型；并结合对ADAMS软件的二次开发，完成了三球销式等速万向节动力学仿真分析系统的开发；通过实际算例，验证了本系统的正确性和良好的使用效果。     

双十字轴万向节转向传动轴的相位角影响分析

针对汽车双十字轴万向节转向传动轴的安装空间受限,难以满足等速传动条件,需调整相位角来减小转速波动的问题,采用空间几何投影的方法,建立了双十字轴万向节转向传动轴的转速比和转角方程,并用等速条件验证了其正确性。定量分析了相位角对转速比的影响,结果表明,当两个传动角相等,且相位角等于传动面夹角时,输出轴与输入轴之间能实现等速传动;两个传动角不相等时,双十字轴万向节传动轴不能实现等速传动,但是,当相位角等于传动面夹角时,输出轴与输入轴之间的转速差最小。因此得出,传动轴相位角与传动面夹角相等且方向相反时,为最佳相位角。然后,推导出了基于转向系统硬点的最佳相位角求解公式,并编制了计算程序,通过实例验证了程序计算结果是准确的。分析结论和所编制的程序对汽车转向系统的设计以及其他类型万向节的传动研究具有理论和实际意义。