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万向节十字轴总成失效分析和设计改进作者：万向钱潮股份有限公司高天安万向节（见图1）的主要作用是在不同轴线上的轴之间传递旋转转矩，它被广泛应用于各类卡车的传动轴联接轴节叉之间，通常在使用过程中万向节十字轴上的滚针轴承不是作旋转运动，而是作旋转摆动的运动，其载荷呈交变的周期变化。
本文通过对重型载车用WX0082万向节十字轴总成寿命不足失效件的失效形式、失效原因、结构参数及材料等方面采用有限元分析和性能对比等方法进行全面分析，对产品的综合性能进行了设计改进。
失效机理分析1.斜压印笔者从某公司三包服务处提供的三包退回失效件中观察到，十字轴轴颈斜压印情况比较严重，轴承套圈内壁也产生相应的压印，但深度要比十字轴轻。
经分析，安装在万向节总成上的轴承，当轴承圆周总间隙较大时，滚针易产生歪斜，致使十字轴轴颈产生与轴线倾斜一定角度的压印，当压印深度扩展较深时，滚针就不能自转，因此使摩擦阻力增大，加剧压痕的延伸。
其合适的圆周总间隙应控制在0.1～0.4mm范围内，JB/T3232中给定的圆周总间隙为不超过0.5mm。
2.疲劳剥落在传动轴摆角较小的使用状态下，万向节总成上的滚针轴承内径与十字轴轴颈在较小角度范围内反复摆动，当十字轴与轴承径向游隙随着磨损而扩大时，会导致产品载荷集中，载荷大的地方就会过早地产生疲劳压痕，从而发展成为大面积的疲劳剥落。
特别是在十字轴轴头处，由于应力集中影响，其受载部位的倒角几乎全部被啃掉，严重时会在高温状态下出现烧结现象。
3.缺油烧蚀由于在使用过程中用户不按期加注润滑油或由于万向节上的轴承密封不好，导致轴承早期失油以及防尘罩材料不耐低温，油封唇口在冬季寒冷气候下产生老化裂纹，使润滑脂早期流失。
另外，万向节总成在运行中因缺油而产生高温，使轴承与轴径咬死，致使滚针折断以及密封和防尘外罩损坏，套圈表面有烧蚀痕迹，这种失效形式均属于非正常失效形式。
4.滚针失效笔者从万向节总成失效样品中观察发现，大多数滚针表面都存在麻点、麻坑和大面积疲劳剥落，少数滚针头部被折断，少数滚针在离滚针头部1.5mm左右处存在较大麻坑和啃伤现象，滚针断裂大部分也是从此处断裂，这种情况的发生主要与轴承结构尺寸参数及圆周总间隙设计有关。
重载万向联轴器十字轴强度分析及结构优化付胡代;闫占辉;杨晓东;杨松【摘要】运用CATIA对重载十字轴式万向联轴器进行几何建模,利用ANSYS Workbench对十字轴进行了应力分析、变形分析,并对十字轴进行结构强度计算,分析得到危险截面的Equivalent Von-Mises Stress与理论计算值基本相符.应力分析得到十字轴应力集中出现在两个相邻轴颈间的过渡圆角处,与十字轴实际应用时发生断裂的部位一致.对轴根过渡曲线进行结构设计,优化后结果表明十字轴轴根采用双曲率型线过渡曲线结构比采用单曲率大圆弧过渡曲线时,十字轴最大等效应力和总变形量都有所降低.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P262-265)【关键词】强度;应力;ANSYS Workbench;双曲率曲线;结构优化【作者】付胡代;闫占辉;杨晓东;杨松【作者单位】长春工程学院机电学院,吉林长春130012;长春工程学院机电学院,吉林长春130012;长春工程学院机电学院,吉林长春130012;长春工程学院能动学院,吉林长春130012【正文语种】中文【中图分类】TH16;TP391;TH132摘.：运用CATIA对重载十字轴式万向联轴器进行几何建模，利用ANSYS Workbench对十字轴进行了应力分析、变形分析，并对十字轴进行结构强度计算，分析得到危险截面的Equivalent Von-Mises Stress与理论计算值基本相符。
应力分析得到十字轴应力集中出现在两个相邻轴颈间的过渡圆角处，与十字轴实际应用时发生断裂的部位一致。
对轴根过渡曲线进行结构设计，优化后结果表明十字轴轴根采用双曲率型线过渡曲线结构比采用单曲率大圆弧过渡曲线时，十字轴最大等效应力和总变形量都有所降低。
重载万向联轴器是冶金、船舶、矿山和工程机械等行业传动系统的核心组成部件，其中十字轴式万向联轴器具有传动扭矩大、效率高、传动平稳、结构紧凑以及具有较大的角度补偿能力等优点被广泛应用[1]。
万向轴事件原因分析及建议【摘要】本文主要探讨了万向轴事件的原因分析及建议。
在万向轴事件的概述中，介绍了事件的背景和重要性。
然后通过对万向轴事件的原因分析，发现加强定期检查和维护、完善万向轴设计和制造过程、提高员工操作技能和安全意识是造成事件的主要原因。
针对这些原因，提出了三点建议：加强定期检查和维护、完善万向轴设计和制造过程、提高员工操作技能和安全意识。
这些建议将有助于预防和减少万向轴事件的发生，提高工作效率和安全性。
在结论部分总结了本文的观点和建议，强调了预防措施的重要性，并呼吁相关部门和企业重视万向轴事件，采取有效措施保障生产和工作安全。
通过本文的分析和建议，有助于提升对万向轴事件的认识，并提供实用的解决方案。
【关键词】万向轴事件、原因分析、建议、定期检查、维护、设计、制造、操作技能、安全意识、结论1. 引言1.1 万向轴事件原因分析及建议万向轴是机械传动系统中的关键零部件，承担着传递动力和转动的重要功能。
近年来发生了一些万向轴事件，给工业生产和运输业带来了一定的影响。
本文旨在对万向轴事件的概述、原因分析和建议进行深入探讨，以期为相关行业提供借鉴和改进方向。
万向轴事件的发生主要涉及到万向轴的设计、制造、安装和维护等方面。
通过对近年来发生的一些案例进行分析，可以发现其中存在一些共性的问题，如设计缺陷、材料质量问题、维护不到位等。
这些问题都可能导致万向轴的故障或失效，进而造成事故和损失。
针对以上问题，本文提出了三点建议。
加强定期检查和维护，及时排除万向轴潜在问题，确保其正常运转。
完善万向轴的设计和制造过程，提高其质量和性能，减少故障发生的可能性。
提高员工的操作技能和安全意识，加强培训和教育，降低人为因素对万向轴事件的影响。
通过以上分析和建议，相信可以有效减少万向轴事件的发生率，提升相关行业的安全生产水平。
希望相关企业和机构能够引以为戒，重视万向轴的质量和安全性，为社会稳定和经济发展做出积极贡献。
对十字轴式万向联轴器强度分析及改进设计的探究十字轴万向联轴器是一种非常普遍使用的联轴器俗，联轴器属于机械通用零部件范围，是连接原动机和工作机的重要部件，用途非常广泛，在汽车制造、工程运输、造纸机械等众多领域都有较为广泛的应用。
然而，目前十字轴式万向联轴在实际使用中经常出现折断、轴承座的连接螺栓不牢固、叉架变形和折断现象等，因此，十字轴式万向联轴器的质量亟需得到提高，本文主要对十字轴式万向联轴器出现的问题及解决对策进行分析。
2、十字轴式万向联轴器存在的问题2.1轴承座间隙松动、节叉空出现磨损和变形十字轴式万向联轴器是一种通用的传动基础零件，用来联接不同机构中的两根轴，即主动轴与从动轴，让它们可以一起旋转，进而实现传递扭矩的作用。
十字轴的受力点在十字轴的轴头处，轴承座给十字轴的压力来源由滚针轴承承担，不管是滚针、十字轴、轴承座内表面出现了损坏，都会影响轴承座间隙导致其产生松动现象。
由于节叉刚度非常差，在经过长期的工作后，节叉空就会出现磨损和变形的问题，这些都会使节叉和轴承的工作配合度降低，出现震动和冲击的现象，导致滚动体之间相互的碰撞，这样不但会让磨损处更加严重还会发出非常大的噪音。
2.2产生冲击现象法兰叉架和轴承座可以算是悬臂梁结构，轴承座内孔圆四周表面一侧承担压力而另外一侧不受力，轴承座受的力通过连接轴承座的螺栓，让螺栓承担压力，所以螺栓的承受力就非常重要。
螺栓的承受力让上轴承和下轴承接触面内出现了接触压力，如果承受力增加那么接触压力也随之增加。
所以，这种承受力的变化是随着传递扭矩的增加而增加，如果承受压力非常小，而传递扭矩非常大，那么受力侧的上下轴承座间的压力很有可能会变为零，这时上下轴承座就会产生间隙，如果扭矩减小时，间隙就会消失，这个时候就会出现冲击现象。
为了让其正常转动，与其对称的另一个轴承座就会承担更大的压力当轴承座承受不住压力时就会出现断裂的现象，这些问题会降低十字轴的使用寿命。
同时，如果螺栓的承受力太大，螺栓的拉力也会增加，这样的话螺栓会很容易被拉断，所以螺栓的承受力必须根据不同的扭矩来确定一个范围，保证上下轴承座的完全接触状态。
十字轴万向联轴器的结构改进董俊华（辽东学院．辽宁丹东１１８００３）摘要：根据国内外十字轴万向联轴器的生产、使用和维修等方面的情况，在分析了十字轴万向联轴器的主要失效形式的基础上，提出了其结构改进的方法。
该方法对延长十字轴万向联轴嚣的使用寿命和结构改进具有一定指导意叉和参考价值。
关键词：十字轴；联轴器；结构改进中圈分类号：ＴＨ１３９文献标志码：Ａ十字轴万向联轴器又称万向节，适用于连接轴线有一定偏斜、且其相对位置经常变化的两相交轴，以传递运动和转矩。
这种联轴器具有传递功率大、结构紧凑等优点，在汽车、拖拉机和轧钢机等传动装置中获得广泛应用，属于机械基础通用部件。
由于十字轴万向联轴器是一种空间球面四杆机构，主动轴与从动轴间可在任意方向偏斜ｎ角，通常可达３５。
～４５。
在其工作过程中，当主动轴转动１周，从动轴亦相应转动１周，但两轴的瞬时传动比在不断变化，伴随有振动、冲击等附加动载荷，再加上润滑条件不够理想。
这些都会引起十字轴万向联轴器活动连接零件问的磨损加剧，使工作状况进一步恶化。
因此，十字轴万向联轴器是易损部件，经常成为传动装置中的薄弱环节。
作者在分析了十字轴万向联轴器的主要失效形式的基础上，提出了结构改进的方法．以期能延长使用寿命。
提高传动效率和改善工作条件。
１十字轴万向联轴器的主要失效形式［１］作为产品生产的十字轴万向联轴器，若材质、加工和装配工艺符合技术要求，在正常使用条件下，一般很少发生十字轴、节叉等断裂现象。
它的失效形式主要有以下几种。
１）滚针轴承磨损无论是滚针、十字轴轴颈和轴承碗内表面的磨损，都会使轴承间隙增加而产生松晃，至使滚动体之间相互撞击，这不仅会加剧磨损，且产生较大噪声。
２）十字轴（或轴承碗）凹痕凹痕的特征如下：ａ．凹痕与十字轴轴颈母线倾斜一定角度，约为２。
～１０。
；ｂ．较深的凹痕分布在十字轴轴颈的受力侧面；ｃ．同一凹痕的深浅程度也不一样，在靠近十字轴端部的凹痕较深。
３）点蚀和剥落无论点蚀和剥落都会增加零件表面粗糙度值，使摩擦阻力上升，还会在摩擦副中混杂金属碎屑，破坏轴承正常工作。
轧钢厂十字万向轴常见故障及解决方法轧钢厂十字万向轴的常见故障及解决方法如下：1. 故障：万向联轴器法兰盘联接螺栓松动。
解决方法：对松动螺栓进行紧固，定期检查确保螺栓紧固。
2. 故障：万向联轴器不平衡。
解决方法：在平衡机上进行平衡试验，对不平衡部位进行平衡补偿。
3. 故障：万向联轴器摆动量大。
解决方法：检查万向联轴器安装是否标准，支起车体，启动发动机以怠速低档运转，若万向联轴器摆动量大，可用划针测量偏摆部位、方向、偏摆量，若传动轴两端不正或弯曲，则要在压条上垫上与轴管相吻合的软质金属进行冷压校正。
4. 故障：万向联轴器轴管有磕碰凹陷或平衡片失落。
解决方法：检查万向联轴器轴管是否有磕碰凹陷，若万向联轴器轴管有明显凹陷使万向联轴器本身失去平衡，应将花键轴和万向联轴器叉在车床上切割，更换新件。
对于平衡片的失落，需要在原焊点位置重新焊接相同的平衡片。
5. 故障：润滑不良。
解决方法：定期对万向联轴器进行润滑，使用合适的润滑剂并确保足够的润滑量。
6. 故障：异物进入。
解决方法：保持工作区域清洁，防止杂物和异物进入万向联轴器内部。
7. 故障：过载或超速。
解决方法：避免超出万向联轴器的设计负载和转速范围，防止过载和超速运行。
8. 故障：安装不当或不正确的对中。
解决方法：确保在安装过程中遵循正确的对中步骤和要求，使用适当的工具和设备进行安装，确保万向联轴器的正确对中。
9. 故障：维护不当或缺乏维护。
解决方法：定期进行维护检查，包括清洁、润滑和紧固螺栓等，确保万向联轴器的正常运转。
10. 故障：材料疲劳或老化。
解决方法：定期检查万向联轴器的材料状况，对于出现疲劳或老化的部件进行更换。
11. 故障：密封件损坏或泄漏。
解决方法：定期检查密封件的状况，如有损坏或泄漏及时更换。
12. 故障：连接松动或断裂。
解决方法：定期检查连接部位，确保连接紧固无松动；如有断裂应及时更换相关部件。
13. 故障：电气故障或传感器问题。
解决方法：检查电气线路和传感器是否正常工作，如有故障及时修复或更换相关部件。
维普资讯 同济大学学报第ｌ卷７十字轴万向联轴器中滚针轴承作有限摆动，沿袭传统结构把十字轴轴颈加工成光滑表面，无法在滚动表面形成完整的油膜为了改善润滑条件，特地在十字轴轴颈上开出断续的或螺旋形的沟槽，如图８、示。
沟槽的截面形状，经车剖或铣削加工成圆弧形，图８口６所可如ｃ所示，也可再经液压加工成“ 形槽，如图８Ｔｄ所示。
把沟槽间的圆柱面作为滚针的接触表面，而沟槽则用于贮存润滑剂。
（）利用弹性密封件在压力下供油２图９为利用弹性密封件在压力下供油的两种装置。
由于密封件的弹性作用，澜裙剂可连续不断地流到摩擦副，图６结构尚Ｉ＿用十字轴转动的离心惯性力作用，增加润滑效果。
这］利种润滑装置无注油孔，润滑剂贮量可供整个使用期应用。
图９利用弹性密封件的供油装置Ｆ＿．９Ｔｈｅｉｅｆｐｏｌｉｇｏｌｂｃｎ￡ｔｌｓｉｅｌｎ日ｒ喀ｅｄｖｃｓｏｒｖｄｏｉｙｍａｓｏｈｅｅａｔｃｓａｉｇｔ（）复台密封装置
３采用毛毡和软术垫油封，防尘和防水性能较差，还可能漏油。
图
１Ｏ为在径向和端面均有密封件的复合密封装置。
经台架试验，这种复合密封装置比普通密封装置的寿命延长５～７倍，漏油现象也大为减少。
美国洛克威尔国际汽车公司生产一种所谓“ 长寿命型” 十字轴万向联轴器。
十字轴中超’ 图ｌ复台密封装置ＯＦｉ．１Ｃｏｇ０ｍｐｏｄ∞ 日ｉｇｕｎｉｕｎ１Ⅱｔ圈儿带有弹性盖板轴承碗Ｆｉ１ＴｈｅｂｅＬ￥ｃｐｗｉｅａｔｃｃｖ￥．１ｃｒｏｕ恤ｌｓｉ０∞ａ
维普资讯 第２娟一～一——————————陈垒明等：十字轴万向联鞍器的袅效分析和结构改进———～一——一一一‘ … 一一一一一～１一间钻孔，润滑剂在压力状态下贮存其中，经滤网后进八轴承，油封有三层刃口，具有较好的密封性能，加油保养勰可达８１ｋｌ￣ｍ。
ｘ）３防止十字轴轴向窜动．在十字轴万向联轴器高速运转时，由于轴承碗的离心惯性力作用，使十字轴端面与轴承碗底部的间隙增加，引起十字轴轴向窜动。
为防止上述现象，可在轴承碗上增加轴向压力，以平衡由高转速产生的离心惯性力，但在转速降低时，轴承碗与十字轴端面因压力过高而磨损严重，轴承温度升高。
为此，在轴承碗底部焊上弹性盖弦（１）在十字轴端面与轴承碗间增加端面滚针轴承，图１或以防止十字轴轴向窜动。
４增加节夏嘲度．节叉孔的变形、磨损与节叉刚度不足有关。
为增加节叉刚度，应尽量把节叉孔中心线靠改世前
政进后图ｌ增加节夏刚度的敌避设计２Ｐｉ．１Ｔｈｍｐｏｄｄｓｎｏｎｒａｉｇｒｇｄｔｆｔｅｊｉｔｔｒｇ２ｅｉｒｖｅｅｆｉｃｅｓｎｉｉｉｙｏｈｏｎｏｋ近节叉
体，增加两叉孔端面的距离，选用较小的滚针轴承，如图１２所示。
经这样改避后，节叉刚度增加５％左右，并减轻了节叉自重。
０四，结论１十字轴万向联轴器是机械基础通用部件，又是传动装置中的易损部件。
对十字轴万．向联轴器进行失效分析和结构改进，将有利于延长其使用寿命和产品更新换代。
２根据国内外十字轴万向
联轴器的生产、使用和维修等方面情况，进行理论分析和实．测统计，其结果表明十字轴万向联轴器的主要失效形式有：（）１滚针轴承磨损；（）字轴２十（轴承碗）凹痕，（）蚀和剥落；（）叉孔磨损和变形。
３点４节３十字轴万向联轴器的结构改进有多种途径，如使滚针轴率中的接触应力均匀分布，．改善滚针轴承的润滑和密封条件，防止十字｛轴向窜动和增加节叉刚度等。
文内列举的结构｝｛ｌ改进实例，旨在拓宽产品改革的思路。
在对传统结构改革时，尚需根据产品使用要求和生产实际情况进行深八研究。
维普资讯 同济大学学报第１卷７参考文赫［１］章玉林，沈炜，农用万向传动轴总成寿命试验研究，吉林工业大学学报，１３９２年第一期［］中华人民共和国交通
部，汽车修理技术标准（２试行）（Ｔ３０－８Ｊ１１７）［］长春汽车研究所，万向传动设计，汽车技术，１７年第六期８９１［４］ＵＫ
ｔｎｔＡｐｌｃｔｏＰａｅｐｉａｉｎＧＢ１７８Ａ２１０８［５］ＯＨＨａＣＨＨｅａｓ６ｚｎ８９６ｏｐｅｅａｎ８９３［６］ＯｆｅｌｇｎｓｃｒｆＤＥ１１８．２４８３８３１ｆｎｅｕｇｓｈｉｔ３３４１８８１，２４８４ＦａｉｅＡｎｙｉ
ａｄｔｕｔｒｍｐｏｖｍｅｔｌｕｒａｌｓｓｎＳｒｃｕｅＩｒｅｎｆｒｔＣａｄｎＪｉｏｈｅｒａｏｎｔＣｈｎＱａｍｎｅａｎｉａＭａｉａｇｏＰｅｆｎ（ｏｃ￣ｏｃａｉａｎｉｅｒｎＣＨｇｆＭｅｈｎｃｌＥｇｎｅｉｇ）Ａｂｔａ
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ｉｓｓｒｃｕｅｏｅｎｆｔｔｕｔｒ．Ｔｈｓｐａｒｗｉｌａｖｅｔｉｉｅｔｉｉｉａｎｅａｎｒｆｒｎｔａａｌｅｆｉ
ｐｅｌｈｅｃｒａｎｄｒｃｓｇｎｆｃｃｄｅｅｅｌｌｖｕｏｒｐｏｏｇｎｅｕａｅｌｆｎｍｐｏｉｇｔｅｓｒｃｕｅｏｈａｄｎｊｉｔｒｌｎｉｇｔｓｇｉｅａｄｉｒｖｎｈ
ｔｕｔｒｆｔｅｃｒａｏｎｈ．ｋｙｒｓｅｗｏｄ｝ＣａｄｎｈｔＪｉｔＦａｉｕｅｎｌｓｓｒａｓａｆ，ｏｎ，ｌｒａａｙｉ。
