球笼式等速万向节三点接触沟道的设计分析

球笼式等速万向节是前置前驱动轿车的关键部件之一，其性能和寿命与接触应力密切相关，万向节疲劳破坏的特征是常在滚道表面造成麻坑、剥落和点蚀。

因此，球笼式等速万向节接触应力的分析与计算对于等速万向节的设计显得尤为重要[2]。

万向节和传动轴的作用是在不在同一轴线上的轴之间传递运动和转矩。

由于球笼式和三枢轴式等速万向节的结构形式不同，因而它们的转矩传递方式也不尽相同。

对于球笼式万向节，传递扭矩的元件是钟型壳、钢球与星形套；对于三枢轴式万向节，传递元件是筒形壳、球形套圈、滚针和三轴柱。

因此，在确定滚动体与滚道之间的接触应力时应区别对待。

关于球笼式万向节的接触应力，国内的王良模、卢强等对伯菲尔德等速万向节采用解析方法，假设接触区处于弹性应力状态，且接触面尺寸比物体接[13]触点曲率半径小得多，引用Hertzian 理论求解出接触应力，接触面的最大应力发生在接触椭圆中心。

由于内滚道接触点的曲率半径小于外滚道接触点的纵向曲率半径，因此内滚道的接触椭圆比外滚道的接触椭圆小，内滚道的接触应力大于外滚道上的应力值，从而使内滚道就比外滚道易于磨损，疲劳寿命较短。

当滚动体与轨道间为点接触时，运用经典的Hertzian 理论可以求得滚动体汽车等速驱动轴的结构强度主要取决于万向节关键零件间的接触强度，对于球笼式等速万向节来说其分析的重点是钢球与星形套和钟形壳滚道之间的接触应力，尤其是钢球和星形套滚道之间的接触应力②球笼式万向节球笼式等速万向节（亦称球笼式万向联轴器）如图1-7所示，是一类容许两相交轴间有较大角位移的联轴器，它是目前应用最为广泛的等速万向节。

球笼式等速万向节主要由钟形壳、星形套、钢球和保持架（亦称球笼）构成。

钟形壳的内径球面与保持架的外径球面组成一个转动定心球面副；保持架的内径球面与星形套的外径球面也组成一个转动定心球面副。

两个球面副的球心重合于两轴轴线的交点。

钢球一般为六个，相应地，保持架有六个周向腰鼓形槽，以在其轴向方向夹持六个钢球。

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。

潍坊科技学院学士学位论文毕业设计轿车传动轴的设计与校核2012年5月摘要传动轴是组成机器零件的主要零件之，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。

这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不承受弯矩。

应该使传动轴具有足够的刚度和高临界转速，在强度计算中，由于所取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大，本文讨论的传动轴工艺设计方法，并根据现行规范增添了些表面处理的方式比如表面发兰。

提出一种三点接触沟道截面形式的球笼式等速万向节，其钟形壳外沟道的沟道截面形式为圆弧沟道，星形套内沟道的沟道截面形式为椭圆沟道或双心弧沟道。

对其内、外沟道结构进行设计，并利用 H e r t z 接触理论进行接触应力的计算。

结果表明，三点接触沟道能减小内、外沟道接触应力，改善其内部接触状况。

关键词：球笼式等速万向节；三点接触沟道；接触应力；计算ABSTRACTDrive shaft is composed of the main parts of the machine parts, all do rotary movement of the transmission parts (such as: gear, worm gear, etc.) must be installed on the shaft to movement and power transmission, driving shaft is often used in the connection between the transmission and drive axle. The shaft is longer than the general, and high speed, can withstand the torque under bending moment. Should make the shaft has enough stiffness and high critical speed, the strength calculation, due to take the safety coefficient is larger, so that the size of the shaft is too big, this article discusses the transmission process design method, and according to the current specification adds some surface treatment way, such as hair surface.Put forward a three-point contact channel cross section form of ball cage patterned constant speed universal joint, the bell-shaped shell outside the channel cross section form of the channel is a circular arc channel, stars form within the set of channel of the channel or dual channel cross section form of ellipse arc channel. Was carried out on the inside and outside channel structure design, and using the theory of t H e r z contact for the calculation of contact stress. Results show that three contact channel can reduce the contact stress, the internal and external channel to improve the internal contact condition.Key words:Birfield ball-joint; 3 contact channel; Contact stress; Calculation目录引言........................................................ 错误!未定义书签。

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。

探究球笼式等速万向节的球面配合球笼式等速万向节是一种常用的机械传动装置，在汽车和机械设备上被广泛应用。

它的主要作用是连接两个轴线不一致的部件，并且可以在不同的角度下传递动力。

球面配合是球笼式等速万向节中最关键的部件之一，它通过球面间的配合来实现传递力矩和角速度的功能。

在本文中，将探究球笼式等速万向节的球面配合的结构特点、工作原理以及相关的设计和制造技术。

一、球笼式等速万向节的结构特点球笼式等速万向节通常由内外球笼、球道和球形接触面等几个主要部件组成。

内、外球笼分别固定在两个连接轴上，通过球道内的滚珠或滚子，在不同角度下实现对传动力的传递。

球面配合是球笼式等速万向节中最关键的部件之一，它承担着传递力矩和角速度的功能。

球面配合通常由轴承钢、合金钢或其他特殊合金材料制成，具有良好的耐磨性和抗疲劳性能。

二、球面配合的工作原理球面配合通过球道内的滚珠或滚子，在不同角度下实现对传动力的传递。

当两个轴线呈不同角度时，球面配合可以通过球道内的滚珠或滚子实现角度偏移，从而实现动力的传递。

由于滚动的接触方式，球面配合在工作时产生较小的摩擦力和磨损，使得其具有较长的使用寿命和稳定的传动性能。

三、球面配合的设计和制造技术球面配合的设计和制造技术是影响球笼式等速万向节传动性能的关键因素之一。

球面配合的设计需要考虑到载荷、转速、工作温度等因素，选择合适的材料和配合形状，确保其具有良好的耐磨性和抗疲劳性能。

球面配合的制造需要采用精密加工工艺，确保其表面光洁度和尺寸精度，以减小摩擦力和磨损，并提高传动效率。

球面配合的装配和润滑也是影响其工作性能的重要因素，必须严格按照设计要求进行装配，并选用合适的润滑剂，保证其良好的工作状态。

球笼式等速万向节的球面配合是实现其传动功能的关键部件，其结构特点、工作原理和设计制造技术对其传动性能具有重要影响。

通过深入研究和优化设计制造技术，可以提高球笼式等速万向节的传动效率和使用寿命，满足不同机械设备对传动性能的要求。

技术创新138 2015年21期球笼式等速万向节运动受力分析及应用王林林王瑛保定长城汽车桥业有限公司，河北保定 071000摘要：万向传动轴一般是由万向节,传动轴和中间支承组成.主要用于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:保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时,能可靠地传递动力.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.传动效率高,使用寿命长,结构简单,制造方便,维修容易等.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,采用万向传动轴.关键词：球笼式；万向节；受力分析；应用中图分类号：U463.216.3 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)21-0138-021 球笼式等速万向节的润滑及密封技术现状卫视球笼式等速万向节都能可靠的正常工作，必须使其保持良好的润滑状态，否则就会造成金属元件的直接接触，加剧万向节原件的磨损或擦伤，降低其工作寿命。

因此对此种万向节的润滑、密封应给与足够的重视。

球笼式等速万向节所才用的润滑剂主要取决于转速和角度。

在转速髙达150〇r/inin时，使用一种优良的油脂，这种油脂能防锈。

若转速和角度都较大时，则使用润滑油。

同时，万向节的密封装置应包成润滑剂步泄漏。

常用筒式波纹型橡胶密封罩。

2 万向节结构与设计参数确定2.1 结构选择伸缩型球笼式万向节结构与一般球笼式相近，仅仅外滚道为直糟。

在传递转矩时，星形套与筒形壳可以沿轴向相对移动，故可省去其他万向传动装置的清动花键。

这不仅结构筒单，而且由于轴向相对移动是通过钢球沿内、外滚道滚动实现的，所以与清动花键相比，其滚动阻力小，传动效率髙。

这种万向节允许的工作最大夹角为20°。

RzeppaS球笼式万向节主要应用于转向驱动桥中，目前应用较少。

球笼式万向节设计球笼式万向节是一种常见的车辆传动系统中的重要部件，它能够传递引擎的动力到车轮上，并且在车辆转弯时，能够保持发动机的输出轴与驱动轴之间的角度不变。

本文将详细介绍球笼式万向节的设计原理、结构以及相关的应用和优缺点。

设计原理：球笼式万向节基于Cardan原理，利用两个相互垂直的万向轴连接两个轴线偏转角度不同的轴。

它由两个铰接的关节和一个球笼组成。

其中，一个关节连接发动机输出轴，另一个关节连接驱动轴，球笼连接两个关节。

当两个轴偏转角度不同时，球笼可在空间内自由倾转，使两个关节保持相对角度不变，从而传递动力。

结构：球笼式万向节的主要部件有外球笼、内球笼、滚柱和滚道。

外球笼和内球笼中各有一个环形滚道，滚柱装在外球笼和内球笼的滚道之间。

当两个轴线偏转时，滚柱与滚道相互相对滚动，使得两个关节保持相对角度不变。

外球笼通过轴承装在发动机输出轴上，内球笼通过轴承装在驱动轴上。

滚柱呈正十字形交叉摆放，通过滚道滚动实现两轴线的转动。

应用：球笼式万向节广泛应用于前驱车和四驱车的驱动轴，以及一些工程机械设备的传动系统中。

它能够有效传递发动机的动力，同时允许驱动轴在转弯时有所偏转，保持稳定的驾驶性能。

球笼式万向节还被应用于一些舞台机械和机械臂等设备中，用于传递动力和保持稳定的结构。

优缺点：1.可以承受较大的扭矩和冲击载荷，具有良好的传动性能；2.具有较大的偏转角度范围，能够适应车辆转弯时的变化；3.结构简单，易于制造和维修；4.可靠性高，使用寿命长。

然而，球笼式万向节也存在一些缺点：1.由于滚柱的存在，使得传动效率较低；2.转速受限，不适用于高速传动系统；3.体积相对较大，占据空间较多。

总结：球笼式万向节是一种常用的传动系统部件，它能够平稳传递动力并保持转轴之间的角度不变，具有良好的传动性能和可靠性。

然而，由于其结构和使用条件的限制，它在一些高速传动系统中可能不适用。

未来，随着技术的进步和创新，我们可以期待对球笼式万向节的进一步研究和改进，以满足不同应用领域的需求。

毕业设计说明书课题：球笼式万向节的结构设计与传动效率分析摘要球笼式等速万向节是汽车工业中十分重要的部件之一，对其行结构设计和效率分析，对提升车辆的动力性能具有十分重要的意义。

本文在对车辆动力性能需求进行分析的基础上，对Birfield型球笼式等速万向节的结构进行了系统性的设计，对钢球的运动轨迹、钢球的径向速度、加速度和轴向速度、加速度进行了研究，深入研究了钢球受力和保持架受力情况以及钢球与保持架、钢球与内外滚道间的摩擦扭矩，建立一套受力与输入扭矩、偏转角；效率与摩擦系数、偏转角之间关系数学模型。

利用二维制图软件CAD、三维制图软件PRO/E对设计的万向节进行二维和三维建模，利用仿真软件MATLAB对钢球受力、保持架受力，钢球与内外滚道间的摩擦扭矩、保持架与钢球之间的摩擦扭矩进行仿真。

仿真结果表明本文模型与实际应用中的实体相吻合，对车辆制造具有一定的指导意义。

关键词等速万向节结构设计运动分析受力分析效率仿真分析AbstractRzeppa constant velocity joint is one of the important parts in the automobile industry.Its structure and efficiency is very important for the performance of the vehicle.This article is based on the dynamic performance of the vehicle.The structure of Birfield type ball cage constant velocity universal joint has carried on the systematic design. The motion trajectory of steel ball, steel ball axial and radial velocity, acceleration and velocity and acceleration are studied, The in-depth study on the stress of steel ball and cage stress distribution and ball and cage, ball and friction torque between the inner and outer raceway,To establish a setof the mathematical of the relationship between of force and input torque andAngle of deflection, relationship between efficiency and deflection Angle, friction coefficient.Using Two-dimensional drawing software CAD, three-dimensional mapping software PRO / E gimbal design two-dimensional and three-dimensional modeling, Using the simulation software MATLAB to the steel ball bearing, cage bearing, steel ball and the friction torque between the inner and outer raceway, between cage and steel friction torque are simulated. Simulation results show that the proposed model and the practical application of consistent entity has certain guiding significance for the vehicle manufacturer.Keywords: Rzeppa constant velocity joint; The structure design; Motion analysis ; Stress analysis; efficiency ;Simulation analysis.目录摘要 (1)1 引言 (4)1.1 课题研究的来源、内容及意义 (4)1.2 万向节的种类与发展 (4)1.3 球笼式万向节的国内外现状 (5)2 球笼式万向节的结构以及主要参数设定 (7)2.1 结构介绍及工作原理 (7)2.2 等速原理 (8)2.3 主要参数设定 (8)2.3.1 轴径的基本参数 (8)2.3.2 钢球的基本参数 (9)2.3.3 钟形壳的基本参数 (9)2.3.4 球笼（保持架）的基本参数 (9)2.3.5 星形套基本参数 (10)2.3.6 沟道偏心距 (10)3 球笼式万向节的运动分析 (10)3.1 钢球的运动分析 (10)3.1.1 钢球的运动轨迹 (10)3.1.2 钢球在径向与轴向的运动 (13)3.2 保持架的运动分析 (15)4 球笼式万向节的受力分析 (15)4.1 钢球的受力分析 (15)4.2 保持架的受力分析 (16)4.2.1 保持架与钢球之间的受力 (16)4.2.2 保持架与内、外滚道之间的受力 (17)5 球笼式万向节的润滑 (17)6 球笼式万向的效率分析 (18)6.1 效率损失的主要形式 (18)6.2 效率公式的推导 (19)6.3 钢球与内、外滚道之间的摩擦扭矩 (20)6.4 保持架与钢球之间的摩擦扭矩 (21)6.5 保持架与内外滚道之间的摩擦扭矩 (21)7 仿真结果分析 (22)7.1 受力仿真 (23)7.2 摩擦扭矩仿真 (24)7.3 效率仿真 (25)8 设计感想 (26)9 谢词 (26)10 参考文献 (27)11 附录 (28)1引言1.1 课题研究的来源、内容及意义课题来源：江苏省自然科学基金面上研究项目（BK20131221）：《基于工况的电动汽车轮边驱传动系统动态能耗机理研究》。

球笼式等速万向节的结构设计首先，球笼式等速万向节主要由内外转向角的球笼、滚针组、内外球道、套筒和密封件等部分构成。

内外转向角的球笼是球笼式等速万向节的核心部件，它由多个相互连接的球笼组成，在传递转矩的同时能够允许一定的角度偏差。

球笼通常采用高强度合金钢材料制造，具有较高的强度和耐磨性。

滚针组由多个滚针和保持架组成，其作用是保持内外球道之间的间隙，同时在传递转矩的同时减小滑动摩擦，提高传动效率。

滚针通常采用高硬度、高耐磨的材料制造，保持架通常采用强度高、刚性好的材料制造。

内外球道是球笼式等速万向节的支撑部件，其作用是固定滚针组和球笼，并保持其相对位置。

内外球道采用高强度合金钢材料制造，具有较高的强度和刚性。

套筒是球笼式等速万向节的连接部件，其作用是连接球笼和外部传动装置。

套筒通常采用高强度合金钢材料制造，具有较高的强度和耐磨性。

密封件是球笼式等速万向节的重要组成部分，其作用是防止润滑油泄漏和灰尘进入，保护内部零部件的正常工作。

常见的密封件有油封、O型圈和密封胶等，其材料通常采用耐油、耐磨的橡胶材料制造。

在球笼式等速万向节的结构设计中，需要考虑以下几个关键因素：1.载荷能力：根据实际应用需求，确定等速万向节的承载能力，确保其能够稳定传递转矩。

2.允许偏差角度：确定球笼的数量和大小，以允许一定的角度偏差，以适应实际传动需求。

3.密封性能：通过选择合适的密封件材料和结构，确保等速万向节的密封性能，防止润滑油泄漏和灰尘进入。

4.耐磨性能：通过选择合适的材料和表面处理方法，提高等速万向节的耐磨性能，延长使用寿命。

5.安装和拆卸便利性：考虑等速万向节的安装和拆卸难度，设计合理的连接方式和结构，提高操作便利性。

6.刚性和精度：通过优化设计，提高等速万向节的刚性和传动精度，确保传动效果的稳定性和精确性。

综上所述，球笼式等速万向节的结构设计需要综合考虑多个因素，包括载荷能力、偏差角度、密封性能、耐磨性能、安装和拆卸便利性、刚性和精度等。

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。

研究·开发!"!""#$#!球笼式等速万向节由内环、保持架、外环及六个钢球组成，它通过钢球和内、外环椭圆沟道来传递运动和力。

过万向节轴线的平面中，!"#!$%%"&’()*端的沟道呈圆弧型，+,"#+&-.%/,001/)"&’()*端的沟道与轴线平行，如图2、图3。

!"、+,"端的内环及外环椭圆沟道底径圆中心!和"等距离地偏置在等速万向节中心#的两侧##!4#"*，钢球中心$到!、"两点的距离相等#$!4$"*，以满足万向节输入角速度等于输出角速度526。

万向节的六个钢球由保持架固定，在与内、外环椭圆沟道装配后形成的空间内传递运动和扭矩。

球笼式等速万向节的结构形式使钢球具有自动定心功能，其内、外环椭圆沟道与钢球的啮合对万向节的使用性能有很大的影响。

设计上，钢球在内、外环椭圆沟道中无侧隙啮合的啮合压力角为789，但由于加工制造中的误差和运动间隙的存在，使上述无侧隙啮合条件得不到完全满足，结果不但万向节等速性受到影响，而且在回转方向还会产生冲击、噪声等，因此在产品设计时应严格控制钢球在椭圆沟道中的啮合关系。

!钢球中心圆直径对钢球与沟道啮合的影响球笼式等速万向节钢球的尺寸、形状、位置公差值与其它部件相比其值要小近一个数量级，因此，在分析钢球与内、外环椭圆沟道的配合间隙时可略去钢球的公差，把钢球看成理想零件。

球笼式等速万向节的内、外环六个椭圆沟道的形位公差和分度公差最终使万向节装配后钢球与椭圆沟道间的间隙减少，同时形位公差与相应的尺寸公差相比要小得多，因此在分析钢球与沟道啮合的极限间隙时也可以略去内、外环椭圆沟道的分度公差和形位公差。

在图:中，钢球和内环截形椭圆沟道的配合没有考虑截形椭圆沟道中心位置误差，当外环截形椭圆沟道的长半轴、短半轴达到极限时，钢球移动量达到最大，这时钢球中心到椭圆中心的距离!2536为式中"———椭圆半轴的公差%、&———外环沟道截形椭圆沟道长、短半轴’;———钢球半径考虑到内、外环截形椭圆沟道中心位置公差"2，则当内、外环截形椭圆长、短半轴达到极限且内、外环椭圆中心也达到极限时，钢球在径向方向的间隙达到最大，这时钢球中心的最大变动量(为(4!2<!2)=!3<!3)=3"2式中!2)、!3>———公称尺寸下钢球中心至椭圆中心的距离在极限尺寸情况下钢球中心发生变化，也即六摘要：对球笼式等速万向节的钢球与沟道啮合进行了比较详细的分析，描述了零件的设计公差对钢球中心圆直径和压力角的影响关系，提供了校核万向节回转间隙的一种方法，为进一步研究等速万向节的噪声和振动提供了依据。

球笼式等速万向节滚道接触应力的有限元分析汤双清;胡欢;樊继红【摘要】The cross-sectional shape of the ball-cage type constant velocity joint influences the contact stress of the raceway. The three type racewayof arc-type, double heart arc type,and elliptical arc-type of the simplified model the ball-cage type constant velocity is established in the 3D modeling software Pro/E,and then they are imported into FEM software ANSYS and are analyzed when withstand the limit torque, by comparingthe results with the calculated values by Hertz contact theory, the relative error are found to be small.The results indicate that the contact stress of inner raceway is greater than the outer raceway;the inner raceway contact stress of the arc-type is greater than other types of raceway. as well as its outer raceway contact stress is slightly smaller than the other types of raceway,the raceway contact stress of the double heart arc-type and elliptical arc-type are the same;the FEM results are as same as the theoretical values, the method of using the FEM to analyze the contact stress of the ball-cage type constant velocity joint is feasible and credible.%球笼式等速万向节的截面形状影响钢球与沟道的接触应力.通过在三维造型软件Pro/E中分别建立圆弧型、双心弧型、椭圆型三种滚道截面形状的球笼式等速万向节的简化模型,导入有限元分析软件ANSYS对其承受极限转矩时的滚道接触应力进行有限元分析,通过和赫兹接触理论计算值进行比较,其相对误差较小.计算结果表明,内滚道接触应力大于外滚道;圆弧型内滚道接触应力大于其他类型滚道,而其外滚道接触应力稍小于其他类型滚道,双心弧型和椭圆型内外滚道接触应力相同;有限元分析结果基本与理论值相符,运用有限元分析方法分析其接触应力是可行可信的.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】3页(P49-51)【关键词】球笼式等速万向节;滚道;接触应力;有限元分析【作者】汤双清;胡欢;樊继红【作者单位】三峡大学,机械与材料学院,宜昌,443002;三峡大学,机械与材料学院,宜昌,443002;国家知识产权局专利局,北京,100088【正文语种】中文【中图分类】TH133.4;U463.2161 引言球笼式万向节是一类容许两相交轴在有较大角位移情况下等速传递扭矩的联轴器，由钟形壳、星形套、钢球和保持架构成[1]。

高效能球笼式等速万向节的沟道设计
朱卓选
【期刊名称】《轴承》
【年(卷),期】2017(000)008
【摘要】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.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】朱卓选
【作者单位】上海纳铁福传动系统有限公司,上海201315
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.3
【相关文献】
1.球笼式等速万向节钢球与沟道啮合的设计分析 [J], 孙跃东;卢曦;周萍
2.七沟道球笼式等速万向节沟道接触应力的计算及优化设计 [J], 石宝枢;郭静芬
3.球笼式等速万向节三点接触沟道的设计分析 [J], 汤双清;胡欢
4.七沟道球笼式等速万向节等速性分析 [J], 谢鲲;闫公哲
5.球笼式等速万向节星形套沟道剥落分析 [J], 吴望才; 王水龙
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