七沟道球笼式等速万向节受力及仿真分析

基于球笼式等速万向节钢球的受力模型,推导了一个钢球在星形套内沟道和钟形壳外沟道内运动时,沟道对钢球的周向力、沟道对钢球的法向接触力、保持架窗口对钢球的法向接触力的表达式。在此基础上,基于Herzt接触理论,对上述受力进行了Adams动力学验证。结果表明:仿真结果和理论计算基本吻合,七沟道球笼式等速万向节的周向力、法向接触力、钢球与星形套的摩擦力、与保持架的摩擦力均小于六沟道,并且随着摆角的变化而变化。     

球笼式万向节钢球运动分析与仿真

钢球是球笼式万向节的核心部件之一,它的运动规律对万向节的功能有至关重要的影响。证明钢球球心的内外轨道一定是相交的,在此基础上给出钢球在内外轨道约束下的运动学微分方程,利用所得结果严格证明球笼式万向节的等速性。通过求解钢球运动,对钢球相对于星形套、钟形壳以及球笼的运动进行运动学仿真。仿真结果揭示钢球运动的共性特征:全部钢球都分布在一个以内外轨道中心连线中点为圆心的圆上,钢球在分布圆上的方位角变化率在输入角速度数值附近周期性变化,且各不相等;钢球相对内外轨道的弧线位移大小相等、方向相反;钢球相对球笼槽中心存在沿径向和切向位移,相对位移均随时间周期性变化。研究结果为球笼式万向节的设计提供了参考。     

等速万向节保持架窗孔检测仪

等速万向节由外环、内环、保持架、钢球及传动轴构成 ,保持架在等速万向节内起到隔离钢球 ,并使钢球在一定位置上传递转矩和转速。保持架如图 1所示 ,其 6个窗孔及内、外表面均为球面 ,技术要求保持架 6个窗孔内钢球中心应在同一平面上 ,因加工窗孔时是以端面作定位基准 ,窗孔的宽度和窗孔对基准端面的位置直接影响着转矩的传递精度。为了有效而准确进行测量 ,我们设计了窗孔位置和宽度检测仪。图 1　保持架剖面图1　工作原理仪器采用比较测量法 ,其测量原理如图 2所示 ,将保持架放在平板 (工作台 )上 ,保持架外球面靠紧挡铁 ,然后根据保持…     

七窗孔球笼式保持架的结构设计

根据七沟道球笼式等速万向节中七窗孔球笼式保持架的结构特征,介绍了该保持架的设计原则和性能要求,进而推导出结构主参数、主要尺寸和检测尺寸的计算公式,并举例说明。     

双偏置式万向节钢球径向位移的解析及保持架窗孔的设计

根据双偏置式万向节的结构特征,通过两轴转角时运动机理的分析,推导并计算出沿圆周均布的每一钢球在其相应的星形套和筒形壳沟道内,沿径向(偏心保持架圆形窗孔的直径方向)的位移量,进而系统、准确地探寻出该万向节偏心保持架圆形窗孔的设计与计算方法,并举例说明。     

球笼式万向节钢球径向位移的解析及保持架窗孔的设计

基于球笼式万向节的结构特征,通过对两轴转角时运动机理的分析,推导并计算出沿圆周均布的每一钢球在其相应的星形套和钟形壳沟道内,沿径向(球笼式保持架矩形窗孔的长度方向)的位移量,进而系统、准确地探寻出该万向节球笼式保持架矩形窗孔的设计与计算方法,并举例说明。     

双偏置式等速万向节载荷计算及钢球数的优化设计

对双偏置式等速万向节进行接触应力分析和载荷计算,并定量分析了钢球数与载荷、几何结构的关系,得出了7个钢球和7组沟道是双偏置式等速万向节优化设计的最佳选择这一重要结论。     

球笼式等速万向节钢球与沟道啮合的设计分析

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。     

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

通过对七沟道球笼式等速万向节星形套和钟形壳圆弧形沟道曲率的解析,根据Hertz接触理论分别计算出2种沟道与钢球接触时的接触应力,进而探讨该类万向节优化设计的规律。得出:增加钢球直径及相应的球组节圆直径,特别是减小沟道截面曲率半径系数,可显著提高七沟道球笼式等速万向节的承载能力和寿命。     

角接触球笼式等速万向节椭圆沟道设计与接触应力分析

从理论上证明了给定接触点沟道沟曲率系数、钢球直径和接触角的角接触球笼式等速万向节(BJ型与DOJ型)椭圆沟道截面参数唯一性问题,给出了计算椭圆长、短半轴解析表达式。同时给出了沟道-钢球接触主曲率计算公式和椭圆积分拟合公式,简化了沟道-钢球接触应力和变形的计算,计算了BJ75等速万向节沟道截面参数和应力变形。附图8幅,表1个,参考文献8篇。     

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.     

考虑时间变量时单十字万向节的运动学研究

单十字万向节是一种常用的联轴器,用于联接相变两轴以传递运动和动力,其运动特性直接影响机械传动系统的性能。考虑轴交角随时间的周期变化,对单十字同节的运动特性进行了较为详细的研究,并对传动比进行了频域分析,得出一些不机于轴交角为常数时的新结论。     

Multibody contact dynamics on mechanisms with deep groove ball bearing joints

The dynamics of ball bearings are important to fatigue breakage, dynamic performance and motion precision of mechanisms connected by ball bearings joints with multi-clearances. In this study, a new method is proposed for multibody dynamics analysis on mechanisms under the effects of radial internal clearances and impact of balls/cage pockets interactions of ball bearings. Including balls/rings interactions and balls/cage pockets interactions, the three dimensional dynamics models of the crank slider mechanism are established and calculated by generalized-α algorithms on the basis of Hertzian contact theory and penalty function method. The rules of eccentric trajectories of inner and outer ring center for one ball bearing joint are verified with the results calculated by XU’s references. The results of dynamic errors, motion trajectories, dynamic forces are achieved under different speeds, radial clearances and number of ball bearings. The speeds and radial clearances are critical to the dynamic performances and motion precision of mechanisms, especially the number of ball bearings. The number of ball bearings is important to impact force and motion stability of the mechanism.     

Inverse kinematic and dynamic analyses of 6-DOFPUS type parallel manipulators

This paper presents inverse kinematic and dynamic analyses of HexaSlide type six degree-of-freedom parallel manipulators. The HexaSlide type parallel manipulators (HSM) can be characterized as an architecture with constant link lengths that are attached to moving sliders on the ground and to a mobile platform. In the inverse kinematic analyses, the slider and link motion (position, velocity, and acceleration) is computed given the desired mobile platform motion. Based on the inverse kinematic analysis, in order to compute the required actuator forces given the desired platform motion, inverse dynamic equations of motion of a parallel manipulator is derived by the Newton-Euler approach. In this derivation, the joint friction as well as all link inertia are included. Relative importance of the link inertia and joint frictions on the computed torque is investigated by computer simulations. It is expected that the inverse kinematic and dynamic equations can be used in the computed torque control and model-based adaptive control strategies.     

人类手指抓取过程关节的运动规律研究

根据手指外科解剖学原理以及手指关节的运动特性，对单手指的抓取运动进行了分析，讨论了两种常见的运动规律的角位移、角速度和角加速度的特点。通过一个独特的实验，对手指运动过程的关节角位移进行了测定并对单手指关节转角运动进行解析模拟和对比，结果表明，关节转角的运动符合一定的运动规律。研究结果对手指的运动仿真和控制具有指导意义。     

万向节星形套磨削加工中存在问题与改进

国产球笼式等速万向节由于回转方向间隙原因会产生很大的噪声和振动,其中星形套是球笼式等速万向节至关重要的零件,提高星形套制造精度的关键在于提高星形套零件沟道的加工精度,在机床的精度不变情况下,必须设计研制合理卡具,才可以获得稳定的加工精度,提高生产率和降低加工成本。     

球笼式万向节接触应力的计算及球组节圆直径的优化设计

根据2个钢球Hertz接触的应力分析,推导出球笼式万向节钢球与星形套和钟形壳接触的应力计算式,并对球组节圆直径进行了优化设计,得出钢球与星形套和钟形壳间的最大接触应力与载荷的立方根成正比,优化设计的球组节圆直径系数K=0.54~0.55。     

汽车用新型等速万向联轴器驱动轴的仿真研究

等速万向联轴器驱动轴在汽车传动系统中起着重要作用,其运动特性影响着汽车性能的好坏以及汽车的安全性。对此通过运动学仿真分析,求出各主要零部件的运动仿真结果,得出滑块在槽壳轨道轴线方向的运动量最大,是主要的运动部件;然后在ANSYS Workbench进行静力学仿真分析,通过新型等速万向联轴器驱动轴的应力、应变以及总变形情况,可知该等速万向联轴器驱动轴的危险部件及危险部位集中在三叉杆上。因此,需要增加它的强度,从而提高汽车用新型等速万向联轴器驱动轴的安全性。     

三叉杆滑块式万向联轴器的运动分析

利用方向余弦矩阵对三叉杆滑块式万向联轴器的关键部件——滑块进行运动分析,得出了滑块的速度和加速度表达式。为这种万向联轴器后续的动力分析提供了基础,也为一般的运动分析提供了参考。