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万向联轴器的选择和校核6.2.1选择万向联轴器万向联轴器可以用于传递两轴不在同一轴线上、两轴线存在较大夹角的情况。
它能实现两轴连续回转，可靠的传递转矩，结构较紧凑，传动效率很高。
为保证传动精度及可靠性，减速器和轧辊之间用万向联轴器连接。
十字轴式万向联轴器、滑块式万向联轴器为两种常用的万向联轴器。
1、十字轴式万向联轴器的优点：（1）联轴器用滚针轴承，传动效率较高，传动效率可达98.7％~99％，摩擦系数小，。
（2）由于滚动轴承的间隙较小，传动平稳，冲击和振动减小。
（3）在回转半径相同时，可传动大扭矩。
（4）耗油量少，可改善生产环境，维修保养费用减少。
(5)在空行程时，十字轴万向联轴器可减低到30~40dB ，比滑块万向联轴器低很多，满足低噪声要求。
(6)联轴器寿命为2年左右，减少了更换设备的费用。
2、计算转矩：十字轴万向联轴器应满足强度条件如下；na h n c T K K K TK T ≤=α（6.5）式中T —— 联轴器的理论转矩h K —— 轴承寿命系数，由[10]表41.4-25， h K =1.2 αK —— 联轴器轴间角系数，由[10]表41.4-26；αK =1.4n K —— 联轴器转速系数，由[10]表41.4-24； n K =1.1 aK —— 载荷性质系数，由[10]表41.4-9；aK =1c T —— 联轴器的计算转矩n T —— 联轴器的许用转矩n P 9550T η= (6.6)P —— 电机的额定功率，η —— 电机到减速器的输出轴的效率，η=0.850n —— 减速器输出轴的转速，6.1950980n ==由式（6.6得：错误!未找到引用源。
由文献[10]表41.4-10选择十字轴万向联轴器型号为SWP250D 型，其主要参数 如下表，表6.2 万向联轴器的参数考虑到联轴器中轴承易损，所以选择十字轴的轴承为剖分式，为方便更改轴承，将轴承压盖进行剖分，。
要用高强度的螺栓（力学性能能按GB3098.1中规定的10、9级）还有螺母（力学性能能按GB3098.2中规定的10级），用于联轴器各配件的连接）；用预紧螺栓将两端法兰联接配件上，依靠法兰端面键来传递转矩。
摘要万向传动装置是汽车传动系统中的重要组成部分，万向传动装置位于变速箱和驱动桥之间，一般由万向节、传动轴和中间支承组成。
万向节能实现变角度动力传递；传动轴把变速器的转矩传递到驱动桥上；中间支承能补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差和车辆行驶过程中由于发动机窜动或车架等变形所引起的位移。
万向传动装置的功用是在汽车行驶过程中，在轴间夹角及相互位置经常发生变化的两个转轴之间传递动力。
本文主要是对汽车的十字轴式万向传动装置进行设计。
根据车辆使用条件和车辆参数，按照传动系统的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：十字轴、万向节、传动轴、中间支承的参数确定，并进行了总成设计主要为：十字轴的设计，万向节的设计、传动轴的设计以及中间支承的设计等。
并通过Pro/E 建模和有限元ANSYS软件对设计万向传动装置进行结构分析，根据分析结果对万向传动装置进行改进设计得出合理的设计方案。
关键词：万向传动装置；十字轴；万向节；传动轴；有限元分析ABSTRACTThe automobile universal transmission device is in the automobile transmission system important constituent,is located between the gear box and the driving axle . Generally by the universal joint, the drive shaft and the middle supporting is composed. The universal joint energy conservation realization changes the angle power transmission;Transmit the torque of the gear box to the transaxle with drive shaft;The middle supporting can compensate the drive shaft axial and the angle direction in the wiring error and the vehicles travel process because the engine flees moves the displacement which or distortions and so on frame causes. The rotary transmission device function is in the automobile travel process, the included angle and the mutual position changes between the revolution axis in the axis between to transmit the power frequently.This article mainly is carries on the design to the automobile cross shaft type rotary transmission device. According to vehicles exploitation conditions and vehicles parameter, according to transmission system design procedure and request, Mainly has carried on following work:Mainly has carried on following work choice correlation design variable mainly is: Cross axle, universal joint, drive shaft, middle supporting parameter determination, and has carried on the unit design mainly is: Cross axle design, universal joint design, drive shaft design as well as middle supporting design and so on. And to designs the rotary transmission device through the finite element Pro/E and ANSYS software to carry on the structure analysis, Carries on the improvement design according to the analysis result to the rotary transmission device to obtain the reasonable design proposal.Keywords:U niversal Transmission Device; Cross Axle; Universal Joint; Transmission shaft; Finite Element Analysis目录摘要 (I)Abstract ..................................................................................I I 第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2汽车传动轴的国内外研究现状 (2)1.3研究汽车万向传动轴的目的和意义 (3)1.3.1研究汽车万向传动轴的目的 (3)1.3.2研究汽车传动轴的意义 (3)1.4 万向传动轴的结构特点及基本要求 (4)1.5本课题研究的主要内容 (5)第2章汽车传动轴的结构方案分析与选择 (7)2.1汽车传动轴的结构方案概述 (7)2.1.1万向节与传动轴的结构型式 (7)2.1.2传动轴管、伸缩花键及中间支承结构型式 (7)2.1.3万向节类型 (10)2.2传动轴设计方案 (12)2.3本章小结 (13)第3章万向传动轴的设计 (14)3.1HGC1050汽车的主要技术参数 (14)3.2传动轴总成设计计算及校核 (15)3.2.1传动轴计算载荷的确定 (15)3.2.2传动轴轴管的选择及校核 (16)3.2.3中间支承的结构设计 (21)3.3十字轴总成的设计计算及校核 (24)3.3.1万向节的受力分析 (24)3.3.2十字轴万向节的设计及校核 (26)3.3.3十字轴滚针轴承的校核 (27)3.3.4万向节叉的设计及校核 (28)第4章传动轴总成建模与装配 (30)4.1 Pro/ENGINEER软件简介 (30)4.2利用Pro／ENGINEER软件进行三维实体建模 (31)4.2.1十字轴的创建 (31)4.2.2凸缘叉的创建 (31)4.2.3轴承差的创建 (32)4.2.4传动轴管的创建 (32)4.2.5带花键的传动轴管的创建 (33)第5章万向传动装置的有限元静力学分析 (34)5.1 ANSYS软件简介 (34)5.2Pro/E与ANSYS接口的创建 (34)5.3利用ANSYS对望向传动装置进行有限元受力分析 (36)5.3.1十字轴有限元受力分析 (36)5.3.2凸缘叉有限元受力分析 (40)5.3.3传动轴有限元受力分析 (41)5.4本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)附录：传动轴简介第1章绪论1.1 概述万向节传动用于在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。
河南质量工程职业学院毕业设计河南质量工程职业学院毕业设计（论文）题目：十字轴式万向联轴器的分析和改进系别：机电工程系专业：机电一体化班级：学生姓名：指导老师：完成日期： 2012年02月08日河南质量工程职业学院毕业设计（论文）任务书摘要我毕业设计的零件为十字轴式万向联轴器。
联轴器属于机械通用零部件范畴，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接，是机械产品轴系传动最常用的联接部件。
万向联轴器用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方，它有多种结构型式，例如：十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、三销式等。
其中，十字轴式万向联轴器是应用量较大的万向联轴器。
十字轴式万向联轴器是一类容许两轴间具有较大的角位移的联轴器，适用于有较大角位移的两轴之间的连接，一般两轴的轴间角最大可达35°～45°，而且在运转过程可以随时改变两轴的轴间角，其最大特点是：具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高。
但在生产和应用的过程中，十字轴式万向联轴器存在着一系列的的问题，如轴承座螺栓断裂、十字轴断裂等。
此次设计的目的是为了对这些问题进行深入的分析，并进行合理的改进，以避免其再次出现。
关键词：联轴器，十字轴，传动效率，常规失效形式，改进方法AbstractI graduated designed components for the cross shaft universal coupling. Common areas of mechanical coupling components used to connect two different agencies in the shaft (driving shaftand driven shaft) to make it to transfer torque common rotating mechanical parts. Most of the general power machine with the help of coupling links the machine work; mechanical products most commonly used drive shaft connection parts.Universal coupling for the two-axis deflection angle or greater have a greater angular displacement of the work place,it has a variety of structural types, such as: cross-axis, ball cage, ball fork, bump-type, -ball type, ball and socket type, plunger type ball joints, three pin type and so on.Among them, the cross-axis is the application of universal couplinguniversal coupling a large amount.Cross-axis is a type of universal coupling between the two axes to allow a larger angular displacement of the coupling for a larger angular displacement of the connection between the two axes, the general two-axis angle between the axis up to35 ° ~ 45 °,but also in the running process can be changed at any time between the two axes of the shaft angle, and its most important feature:a large angle to compensate for capacity,compact, high transmission efficiency.But in the process of production and application, cross shaft universal coupling there is a series of problems, such as bearing bolt fracture, cross shaft fracture.The design goal is to these issues in-depth analysis, and makes a reasonable improvement, in order to avoid its recurrence.Keywords: coupling, cross shaft, drive efficiency, conventional failure modes, improved methods目录1 零件介绍 .......................................................... - 3 -1.1 零件介绍.......................................................... - 4 -2 十字轴式万向联轴器问题分析 .................................. - 5 -3 十字轴式万向联轴器的应用..................................... - 7 -4 零件的材料及尺寸精度 .......................................... - 8 - 4.1 零件的材料........................................................ - 8 -4.2 尺寸精度.......................................................... - 9 -5 联轴器的选用程序............................................... - 10 -6 万向联轴器的使用与保养....................................... - 12 -7 零件各部分运动分析............................................ - 13 - 7.1 十字轴式万向联轴器的单侧运动分析................................. - 13 - 7.2 十字轴式万向联轴器的双侧运动分析................................. - 14 - 7.3 十字轴式万向联轴器的传动效率..................................... - 17 - 7.4 十字轴式万向联轴器的受力分析..................................... - 17 -7.5 十字轴式万向联轴器的主要元件..................................... - 19 -8 对十字轴式万向联轴器问题的改进............................ - 23 - 致谢 ............................................................. - 24 - 参考文献............................................................ - 25 -1 零件介绍1.1 零件介绍工件名称：十字轴式万向联轴器工件简图：如图1.1所示1、3——半联轴器 2——叉形接头 4——十字轴 5——销钉 6——套筒 7——圆柱销图1.1 十字轴式万向联轴器2 十字轴式万向联轴器问题分析联轴器属于机械通用零部件范畴，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
联轴器的种类:∙刚性联轴器(无补偿能力)∙挠性联轴器（有补偿能力）：o无弹性元件o有弹性元件1.无弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。
但因无弹性元件，故不能缓冲减振。
常用的有以下几种：凸缘联轴器(1)这是普通凸缘联轴器,采用铰制孔用螺拴联接，并靠铰制孔(对应铰制孔螺栓) 螺拴来对中,依靠螺拴的抗剪切能力传递扭矩。
凸缘联轴器(2)这是采用普通螺拴联接的凸缘联轴器，依靠两半联轴器结合面上摩擦力传递扭矩。
凸缘联轴器(3)这也是采用铰制孔用螺栓联接的凸缘联轴器，但半联轴器外缘有防护边, 这种结构主要保证联轴器运行时的安全性。
十字滑块联轴器十字滑块联轴器属于挠性联轴器；由两个端面上开有凹型槽的半联轴器和两面带有凸牙的中间盘组成。
凸牙可在凹槽中滑动，可以补偿安装及运转时两轴间的相对位移。
一般运用于转速n小于250r/min,轴的刚度较大，无剧烈冲击处。
滑块联轴器滑块联轴器是由两个带凹槽的半联轴器和一个方形滑块组成，滑块材料通常为夹布铰木制成。
由于中间滑块的质量较小，具有弹性，可应用于较高的转速。
结构简单、紧凑、适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。
万向联轴器十字轴式万向联轴器，由两个叉形接头、一个中间联接件和轴组成。
属于一个可动的联接，且允许两轴间有较大的夹角（夹角α可达35°-45°)。
结构紧凑、维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统。
齿式联轴器齿形联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套和两个带有外齿的内套筒组成。
依靠内外齿相啮合传递扭矩。
齿轮的齿廓曲线为渐开线，啮合角为20°。
这类联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高，常用于重型机械中。
2. 有弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。
弹性元件所能储蓄的能量越多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大、则联轴器的减振能力愈好。
1目录第一章 绪 论 (1)1．1 前言 (1)1．2万向联轴器作用 (3)1．3万向联轴器的种类及特点 (3)1．3．1 特点： (3)1．3．2 种类： (3)1．3．3 结构： (3)1．4 课题目的和要求: (5)1．4．1课题 (5)1．4．2 设计技术要求与数据 (5)第二章 万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (6)2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (6)2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (6)2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (6)2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (7)2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (7)2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (9)2．3万向节十字轴设计原则 (12)2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (12)2．3．2按表面应力设计十字轴 (13)2．4轴承的寿命计算 (14)2．4．1轴承的动扭矩 (14)2．4．2轴承的寿命计算 (14)2．5 法兰叉头 (15)2．5．1 法兰叉头的作用 (15)2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (15)2．5．3 叉头根部应力 (15)第三章 万向轴的结构设计 (17)3．1概述 (17)23．2 十字轴总成游隙结构设计 (17)3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (17)3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (19)3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (20)3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (20)3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (21)3．4．1十字万向轴标准 (21)3．4．2 十字万向联轴器的选型 (22)第四章 主要零件的工艺分析 (25)4．1 法兰叉头零件分析 (25)4．1．1 零件的作用 (25)4．1．2 零件的工艺分析 (25)4．1．2建立数字模型 (26)4．2确定数控加工工艺方案 (26)4．2．1划分数控加工工步 (26)4．2．2选择加工设备 (27)4．2．3选用加工刀具 (27)4．2．4 确定切削用量 (27)4．2．5设计数控程序 (27)4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (28)4．2．7 设计数控程序加工路线 (28)4．2．8设计数控程序刀具路径 (28)4．2．8 后置处理 (29)4．2．9加工仿真及程序校验 (29)4．2．10数控系统轨迹模拟 (29)4．2．11程序传输和运行 (30)第五章 结语与展望 (30)谢 辞 (31)参考文献 (32)1第一章 绪 论1．1 前言UOE 钢管应用范围十分广阔，不仅应用于铺设长距离高压输油气管线，并且已经扩展到以气体，液体作为推动力输送矿石、谷物、石油、煤炭。
