下载文档原格式
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。
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。
探究球笼式等速万向节的球面配合汽车用球笼式等速万向节是属于汽车零部件中的一部分，主要是用于汽车速度控制系统中不可缺少的传动部件，在汽车的速度控制系统的运行过程中具有重要的作用.。
目前的球笼式等速万向节的机构设计存在着不合理.。
本文对汽车等速万向节的结构性能进行了比较，分析了汽车等速万向节噪音、振动产生的原因同时论述了汽车等速万向节的发展方向，为等速万向节开发设计提供了一定的参考.。
关键词：汽车；等速万向节；发展汽车工业的发展，及用户对汽车使用、转向的更高追求，要求汽车有更好的动力性、操纵性及舒适性，促使了FF及4WD型车的出现.。
当今市场上使用的等速万向节有4种结构：只有轴间角运动而没有轴向移动的中心固定型等速万向节；既有轴间角运动又可轴向移动的球笼等速万向节；交叉滚道式中心固定型等速万向节；三球销式等速万向节.。
按接触应力来划分，前三种为点接触型，后一种为线接触型.。
1、等速万向节的结构与性能汽车用等速万向节按其性能可分为定心型和轴向滑移型两大类.。
根据使用部位，等速万向节还可分如下两类：（A）外置式等速万向节：车轮一边用即定心型，O/B节F.。
（B）内置式等速万向节：差速器一侧用即轴向滑动型，I/B节F等速万向传动轴，一般采用定心型等速万向节O轴O轴向滑动型等速万向节的组合形成，这样即可解决运动学上的问题，同时也可用来降低噪音、振动和减少滑动阻力.。
不同类型的等速万向节其工作原理大致相同，但其性能却有较大的区别.。
2、等速万向节的振动、噪音汽车发动机、轮胎、变速箱、差速器等是噪音和振动的整体.。
4W的驱动系比2W多，属于大噪音车.。
另一方面，由于要满足低油耗、低成本的要求，汽车必须轻量化，汽车变得更易产生振动.。
因此，对驱动系主要部位之一的等速万向节的振动特性必须进一步进行改善.。
目前国内外都面临以NVH（噪音、振动、啸声）为中心的许多急待解决的问题，等速万向节的噪音、振动特性，大致可以分为由其内部产生的，发动机产生的和路面传递而来的三大部分.。
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。
汽车半轴等速万向节1范围本标准规定了汽车半轴等速万向节。
本文对两轮车辆、工业建设车辆、农业机械同样适用。
备注：本标准中，单位和数值均基于SI（国际单位制），但{}中给出的数值是基于传统单位制并给出参考文献。
2目的本标准旨在标准化等速万向节的主要规格，因此设计和处理均需合理化。
3定义本标准中使用的主要词语在下面定义：（1）半轴一个传递动力的旋转轴，连接两套或者一套万向节、中间轴等组成，安装在末端减速齿轮和车轮之间。
（2）等速万向节在每个工作角度上输入轴和输出轴角速度相等的万向节。
（3）中心固定型等速万向节只改变工作角度的万向节。
（4）伸缩型等速万向节能选择工作角和伸缩运动的万向节。
（5）三球销式万向节（固定型）三脚架固定在三叉槽壳内，装在三销架三个轴线的球环和叉状轴形成工作角度的中心固定型等速万向节。
（6）三球销式万向节（伸缩型）球环装在三叉槽壳沿轴向直线平行的辊槽三个轴线上伸缩型等速万向节。
（7）十字槽型等速万向节（VL）滚球由在内、外圈直沟道交叉处具有外球面的保持架夹，轴向等角度相互转动的伸缩型等速万向节（8）外部等速万向节半轴上安装在车轮侧的等速万向节（9）内部等速万向节半轴上装在差速器或末端减速齿轮侧的等速万向节。
（10）名义轴径作为尔泽泊等速万向节最小静态扭转破坏抗性和允许接合角参考的的轴径。
名义轴径应该在轴径极限之间去中值。
（11）许用工作角度等速万向节可以传递驱动力的最大工作角，任何工作角超过该值的万向节是无效的，如果超过了，等速万向节零件会发生干涉。
（12）旋转间隙旋转方向的间隙（13）最小静扭矩破坏强度当半轴在0工作角和扭转转速小于6.3rad/min（360/min）抗扭破坏的极限值。
（14）末段封闭型安装部位为实心轴的等速万向节。
（15）轴套型等速万向节安装部位为空心轴的等速万向节。
（16）法兰型安装部位为带螺栓孔的法兰的等速万向节（17）轮盘型安装部位为带贯通螺栓孔的轮盘的等速万向节4类型等速万向节的种类如表1所示5性能5.1许用工作角度球笼式等速万向节（Rezppa ）、可轴向移动的球笼式万向节（DOJ ）、三球销等速万向节（可伸缩式）的许用工作角如表2所示。
诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：年月日毕业设计任务书设计题目：等速万向节结构原理分析及应用系部：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学号： 112011201学生：指导教师（含职称）：（高工）1．课题意义及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握等速万向节的结构和原理，了解其在汽车上的主要用途。
应用所学相关基础知识和专业知识进行结构与原理分析。
应用CAD三维技术动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹，编写计算说明书，编写毕业设计论文。
2．主要任务1）掌握汽车等速万向节的结构及工作原理。
绘制结构简图和原理简图；2）绘制等速万向节总图；3）了解等速万向节失效模式并分析原因；4）了解等速万向节常用材料及制造、热处理工艺要求；5）动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹，编写计算说明书；6）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等3．主要参考资料[1] 刘惟信. 汽车设计. 清华大学出版社. 2001[2] 余志生. 汽车理论. 机械工业出版社. 2000[3] 陈家瑞. 汽车构造. 人民交通出版社. 2006[4] 成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社. 2008.4．进度安排审核人：年月日等速万向节结构原理分析及应用摘要:本课题来源于学校的合作伙伴江铃重型汽车有限公司。
传动系统作为保证车辆正常行驶运行的一个重要组成部分，该系统中最重要的构件是万向节，而等速万向节又是万向节中的一种特殊形式。
本课题即以Birfield球笼式等速万向节为研究对象，并在理论分析的基础上，建立了三维模型。
首次全面深入的对其结构原理、等速性、受力情况、效率、使用寿命、NVH现象以及热处理工艺进行了全面分析。
并有针对的对其存在的NVH问题提出一定的解决对策和改进意见。
关键词：等速万向节，效率，使用寿命，NVH现象，热处理工艺Constant-velocity joint structure principle analysis and application Abstract: This topic is derived from Jiangling heavy automobile co. LTD, the partner of our school. Transmission system is an important part guaranteeing the formal operation of vehicles. The most important component in the system is universal joint, while the constant speed universal joint is a special form of universal joint.Regarding Birfield ball cage pattemed constant speed universal joint as the research object, on the basis of theoretical analysis, this topic set up the three-dimensional model. It is the first time to have a comprehensive analysis for its structure principle, constant speed, force efficiency, service life, NVH phenomenon and the heat treatment process. It also has carried on some methods and improvements for specific NVH problems in it. Keywords: Constant-velocity joint, efficiency, service life, NVH phenomenon, heat treatment目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 万向节简介 (1)1.2.1 十字轴式万向节 (3)1.2.2 挠性万向节 (4)1.2.3 准等速万向节 (4)1.2.3 等速万向节 (5)1.3 万向节国内外发展现状 (7)1.4 本课题研究的内容 (9)1.5 本课题研究的目的和意义 (9)2 等速万向节等速性研究 (10)3 等速万向节几何尺寸设计 (11)3.1 CAD参数化设计 (11)3.2 参数化建模技术 (12)3.3 等速万向节三维参数化模型的建立 (13)3.3.1 建立参数化图元 (13)3.3.2 球笼式等速万向节三维实体模型装配 (13)4 等速万向节的受力、效率和寿命 (15)4.1 万向节受力分析 (15)4.1.1 接触应力 (15)4.1.2 折弯阻力 (15)4.2 万向节的效率 (15)4.3 万向节的寿命 (16)5 等速万向节的失效形式及NVH现象 (17)5.1 等速万向节失效形式 (17)5.2 NVH现象及产生原因 (17)5.2.1 产品设计 (17)5.2.2 制造工艺 (17)5.2.3 质检误差 (17)5.2.4 使用环境 (18)5.3 解决对策 (18)6 等速万向节常用材料及热处理加工工艺 (19)7 等速万向节的其它问题 (23)7.1 产品的密封和润滑 (23)7.2 产品的松紧度标准 (23)7.3 左右轴的等长化 (23)7.4 产品的小型化 (23)8 等速万向节改进意见 (24)9 结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)1 绪论1.1 引言我国轿车行业虽然比国外起步晚一些，但是发展潜力和空间却很大。
2014届分类号：单位代码：10452毕业论文（设计）球笼式万向节设计姓名荆文杰学号201003130129年级2010级车辆工程1班专业车辆工程系（院）汽车学院指导教师李志鹏2014 年 4月 09日摘要万向节是汽车传动系统中的关键部件之一，球笼式万向节作为轻型汽车中重要的传动部件，万向节的性能提高和寿命的延长对于改善和提高整个车辆的操纵性、动力性都发挥着重要的作用，也影响车辆的整车结构布置。
影响万向节的寿命与性能的主要因素是传动过程中零件内部所受到的的接触应力的分布和大小，传统的试验方法很难测定出复杂结构的接触应力的大小，目前设计开发过程中主要采用有限元数值计算方法。
目前，我国汽车万向节设计制造行业还相对落后，设计周期较长、生产成本高，万向节核心技术仍主要依赖于国外。
因此，设计出低成本、高质量、长寿命的万向节，应用Pro/E建立万向节的三维模型，并利用有限元分析软件进行分析，验证设计结果的准确性，合理性具有非常重要的意义。
关键词:球笼式等速万向节; 轻型汽车;椭圆轨道设计; Pro/E;有限元分析ABSTRACTUniversal joint is one of the key components of automobile transmission system, ball cage universal joint as important driving part of light vehicles, improving the performance of universal joint and life extension to improve and enhance the maneuverability of the vehicle, dynamic play an important role, also affect the vehicle structure arrangement of the vehicle. The main factors that affect the life and performance of a universal joint is in the process of transmission parts inside of the distribution of contact stress and the size of the traditional test method is difficult to determine the complex structure of the size of the contact stress, the current design mainly USES the finite element numerical calculation method in the process of development. At present, China's automobile universal joint design and manufacturing industry is relatively backward, and the design cycle is long, the production cost is high, the core technology of universal joint is still mainly rely on overseas. Therefore, designed a low cost and high quality, long life, universal joint, the application of Pro/E to establish three-dimensional model of universal joint, and by using finite element analysis software to carry on the analysis, verify the accuracy of design results, the rationality has very important significanceKey words: T he ball cage patterned constant speed universal joint; Light vehicle; Elliptical orbit design; The finite element analysis; Pro/E第一章绪论1.1选题的目的和意义万向节又被称作万向联轴器，是一种刚性可移式联轴器。
