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。     

球笼式等速万向节偏置距的设计

介绍了球笼式等速万向节的结构和工作原理，分析了钢球的受力情况，从而得出球笼式等速万向节的偏置距ａ＝１５°～１７°。     

三点接触沟道球笼式等速万向节的圆周间隙分析

针对三点接触沟道的球笼式等速万向节的结构和运动形式,建立三点接触沟道截面圆周间隙的空间立体模型,推导其圆周间隙角度值在任意摆角和转角下的计算公式,利用Matlab软件研究圆周间隙随摆角和转角的变化规律。分析结果表明:在任意摆角下转动一周,三点接触沟道的球笼式万向节与椭圆沟道的球笼式万向节的圆周间隙角度值都存在六次波动,并且在相同的尺寸规格和加工精度条件下,前者的圆周间隙角度值波动较小,其对汽车行驶过程中振动和噪声的影响也较小,分析结果为开发和应用该新结构形式的球笼式等速万向节提供理论依据。     

等速万向节滑移端在汽车上的应用

对柱轴等速万向节、双偏置球笼等速万向节、交叉滚道球笼等速万向节的使用性能进行了比较，并介绍了三种等速万向节滑移端的应用现状及发展前景。     

球笼式等速万向节钟形壳沟道中心位置检测仪

介绍了球笼式等速万向节钟形壳的结构及沟道曲率中心、内球面球心位置和偏心距的计算方法,推导出沟道及内球面球心位置偏差与测量示值的函数关系,并据此函数关系设计了检测仪,阐述了其测量原理及操作方法,为球笼式等速万向节各零件球面曲率中心位置的检测提供理论依据。     

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.     

球笼式等速万向节轻量化优化设计

为达到轻量化的目的,把原来的球笼式等速万向节设计成有8个钢球的球笼式等速万向节。对BJ-83球笼式等速万向节的结构进行设计,万向节的钢球数由6个增加到8个,由于钢球的尺寸减小,万向节的结构尺寸和质量都减小,实现了轻量化的目的,构建了两种球笼式等速万向节的三维实体模型,并应用ANSYS Workbench对两种万向节进行有限元分析,通过对球笼式等速万向节进行模拟,结果表明,8个钢球的万向节比6个钢球的万向节承受的应力更小、疲劳寿命更长。     

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。     

等速万向节的摩擦与润滑

等速万向节的摩擦极其复杂，由于接触应力很高，其润滑油膜厚度属于纳米级，因此需要使用特殊润滑脂。需要发展新的理论来解释。分析了中心固定型等速万向节、可轴向移动的球笼等速万向节、交叉滚道式球笼等速万向节及三球销式等速万向节的摩擦特点及润滑要求。     

用单纯形法优化盆状砂轮的几何参数

指状砂轮磨削双偏置式球笼等速万向节的钟形壳椭圆沟道的理论误差大约在0.004 mm左右,为减少理论误差,提出了一种用来磨削等速万向节椭圆沟道的盆状砂轮.避免了指状砂轮头部的干涉,其参数优化的有效性和精确性得到了提高,能最大限度地保证加工截面的形状和精度.建立了盆状砂轮加工的数学模型,采用单纯形法对盆状砂轮的参数进行了优化,对其加工原理进行了详细的理论研究,并对加工误差进行了分析.仿真结果表明,用盆状砂轮磨削的椭圆沟道的理论误差可以减少到0.631mm.     

球笼式等速万向节内部接触应力的有限元分析

通过三维重构技术建立轿车球笼式等速万向节的三维模型,并应用ANSYS软件对其承受极限转矩时的内部接触应力进行有限元分析,最后对比两种极限工况的数值解.结果表明,球笼式等速万向节内滚道接触应力大,易于磨损,疲劳寿命短.     

七沟道等速万向节沟道直径的测量与计算

通过对创新设计的七沟道球笼和双偏置式等速万向节的七沟道星形套和七沟道外壳各自沟道截面的结构分析和主参数计算,分别介绍了用3个钢球（或圆柱量棒）测量七沟道星形套和七沟道外壳各自沟道直径的方法,并分别推导出相应测量的一系列计算公式,可简单、快捷、方便、精确、可靠地测量该类产品的沟道直径。据此,可研发并设计出专用的沟道直径测量仪器。     

球笼式等速万向节三点接触沟道的设计分析

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Hertz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.     

双偏置式球笼等速万向节的结构设计

介绍双偏置式球笼等速万向节的工作原理。根据极限轴间角 ,确定内、外圈高和保持架偏心量等一系列参数。附图 2幅。     

球笼式等速万向节设计研究

对球笼式等速万向节滚道截形椭圆的几何形状设计和接触应力计算进行了较详细的分析,提出了较实用的等速万向节寿命估算公式,同时对球笼式等速万向节两个重要参数———偏心距和滚道弧长进行了设计研究。     

创新+优化=轻量化——汽车用七沟道等速万向节等系列新产品和技术

正所谓万向节,就是联结两个有角位移变化的轴,将主动(输入)轴上的扭矩传递到从动(输出)轴,并同时进行旋转运动的机械装置。而在一定角度范围内,使两轴每一瞬时角速度比永远等于1的万向节叫等速万向节。等速万向节又分为固定型等速万向节(指球笼式)和伸缩型等速万向节(包括双偏置式、球销式等)。前者只能改变两轴的夹角;后者在改变两轴夹角的同时,还可在一定范围内改变两轴的距离。等速万向节及传动轴总成在汽车上得到了极为广泛的应用,几乎所有独立悬架轿车的转向驱动桥,均采用左、右两个等速万