球笼式等速万向节椭圆型沟道接触应力影响因素的分析研究

通过使用赫兹接触理论对球笼式等速万向节椭圆型沟道的接触应力进行参数化的公式推导,发现万向节的结构参数中钢球回转直径、钢球直径、沟道的沟曲率系数以及接触角对其接触应力大小有一定的影响。应用正交试验优化设计方法,通过以接触应力大小为其性能指标,选取对接触应力大小有直接影响的钢球回转直径、钢球直径,沟道的沟曲率系数和接触角4个主要因素作为自变量设计其正交化试验。对正交试验结果进行极差分析,得到4个主要因素对接触应力大小的影响显著程度,以及各个因素水平变化对接触应力大小影响的趋势。     

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。     

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。     

球笼式万向节沟道接触应力的解析

万向节沟道的截面形状影响钢球与沟道的接触应力。分析计算了圆弧形和椭圆形沟道的Hertz接触应力,并建立了相应的有限元分析模型。计算结果表明,圆弧形沟道的接触应力小于椭圆形沟道,与有限元分析结果基本相符。     

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.     

球笼式等速万向节滚道接触应力的有限元分析

球笼式等速万向节的截面形状影响钢球与沟道的接触应力.通过在三维造型软件Pro/E中分别建立圆弧型、双心弧型、椭圆型三种滚道截面形状的球笼式等速万向节的简化模型,导入有限元分析软件ANSYS对其承受极限转矩时的滚道接触应力进行有限元分析,通过和赫兹接触理论计算值进行比较,其相对误差较小.计算结果表明,内滚道接触应力大于外滚道;圆弧型内滚道接触应力大于其他类型滚道,而其外滚道接触应力稍小于其他类型滚道,双心弧型和椭圆型内外滚道接触应力相同;有限元分析结果基本与理论值相符,运用有限元分析方法分析其接触应力是可行可信的.     

球笼式等速万向节的振动分析

从球笼式等速万向节的内部结构上对其产生振动的原因进行了分析，在简化模型下推导出了球笼式万向传动轴的弯曲、扭转的振动方程和相应的临界转速。     

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。     

球笼式万向节椭圆形沟道的解析与设计

介绍了球笼式万向节椭圆形沟道与钢球的接触特征。通过共轭解析，探寻出椭圆形沟道主参数与钢球接触角等的一般规律，并以实例进一步介绍了沟道主参数的求解与设计方法。     

球笼式等速万向节轴向间隙形成的周向间隙分析

运用空间几何学原理研究了球笼式等速万向节轴向间隙形成周向间隙的条件并推导了任意摆角和转角下轴向间隙与周向间隙的关系式,使用Matlab软件分析了周向间隙随轴向间隙的变化率,及此变化率随摆角和转角的变化规律。研究表明:增大球笼式等速万向节的摆角可有效减小由轴向间隙形成的周向间隙,摆角超过20°时,由轴向间隙形成的周向间隙为零,由轴向间隙形成的周向间隙的6次波动是造成万向节转动时内部各零件窜动与冲击以及使用寿命降低的重要原因。     

球笼式万向节承载转矩的研究

球笼式万向节的承载转矩能力是衡量其产品设计水平的重要指标，本文在万向节通用转矩方程下，以Hertz接触应力理论为基础，从理论上推导出了球笼式万向节承载转矩的计算公式，并在给定的许用载荷下求出了球笼式万向节系列的静态转矩、瞬时作用转矩以及额定工作转矩。     

等速万向节圆弧沟道参数的优化设计

用数学分析方法对柠檬式沟道进行优化设计，确定沟道和接触压力角的约束条件，通过计算接触应力确定等速万向节的两个重要承载参数：相似系数G和比载荷☆，并对万向节的使用寿命进行比较计算，证明柠檬式沟道万向节具有较高的承载能力，可提高万向节的使用寿命。     

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。     

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。