球笼式等速万向联轴器跟十字轴式万向联轴器性能对比
十字轴式与球笼式万向轴在矫直机上的应用
改 观 ， １ ５ａ的 使 用 中 仅 发 生 一 次 弹 簧 卡 脱 在 ．
落 事 件 ， 笼 式 万 向 轴 在 矫 直 机 上 使 用 具 有 球
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
串 动 ， 其 余 杆 件 串 动 产 生 附 加 冲 击 力 ， 大 但 大 降 低 了 使用 寿命 。
球 笼 式 万 向 轴 是 由 两 个 相 当 于 虎 克 万 向 节 通 过 一 定 方 式 连 接 而 成 的 （ 图 ２ ， 笼 式 如 ）球
内。
（ ） 间 轴 两 又 头 在 同一 平 面 内 ； ２中 （ ） 间 轴 、 动 轴 、 动 轴 在 同 一 平 面 ３中 主 从 由 于 制 造 安 装 的 误 差 及 机 构 布 置 的 要 求 不 能 满 足 上 述 条 件 ， 而 就 不 能 得 到 正 常 的 因
断 裂、 接 手 脱 落、 气 跳 闸等 事故 ３ 半 电 Ｏ起 ，
维普资讯
２０ ０ ２年 第 ３期
梅 山 科 技
・ １・ ４
十 字 轴 式 与 球 笼 式 万 向轴 在 矫 直 机 上 的 应 用
陈 高 林
（ 轧板厂） 热
摘 要 ： 介 了 两 种 万 向 轴 的 传 动 原 理 及 特 点 ． 对 其 在 矫 直 机 上 的 使 用 作 相 应 比 较 。 简 并 关键 词 ： 字轴 式 十 球 笼 式 万 向轴 使 用 比 较
偿 两轴 因工作 和安装 误差 引起 的轴 向 移动 ，
因 而 起 着 花 键 的 作 用 ， 滑 动 阻 力 小 ， 音 其 噪
低 ， 结 构 紧 凑 ， 速 同 步 性 好 ， 率 高 ， 封 且 转 效 密
图 １ 十 字 轴 式 万 向 轴 结 构 示 意 图 性 好 ， 间 角 大 （ 达 ３ ～ ３ 。 ， 有 利 于 轴 轴 可 ５ ７） 故
球笼型万向联轴器
又因" ( ! " . "# ( ! #"$ ! ,)& ’， ! #"$ ! 所以 ’， ! +"$ ( " ! ! +"$ ( . ! ( ! +"$ ， ! ! %& ’ /. ’ / !， ! +"$ ! %& ! #"$ ! %& ! " . "# ! !， ,)& ’ / ! #"$ / . ’ /!， ! #"$ ! ! " . "# 。 ! ! %& 证明钢球中心是在两轴夹角平分线上， 这一
《轴承》 &$$& % : % !
球笼等速万向节的特性分析
瓦房店轴承集团公司 （辽宁瓦房店 !!"#$$） 李 科 王路军 李淑敏 郭亚利 吴文茁
万向联轴器有多种类型， 球笼等速万向节只 能产生轴间角而没有轴向滑移， 也称为固定端， 笔 者仅阐述它的运动特性、 等速性及偏心量等问题。
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固定端的工作原理
《轴承》 .&&. + @ + ,
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万向联轴器
万向联轴器简介：万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。
万向联轴器最大的特点是：其结构有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高。
不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般在5°-45°之间。
结构型式：万向联轴器有多种结构型式，例如：十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、三销式、三叉杆式、三球销式、铰杆式等；最常用的为十字轴式，其次为球笼式。
在实际应用中，根据所传递转矩大小，分为重型、中型、轻型和小型。
用途：用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴），使之共同旋转，以传递扭矩的机械零件。
在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。
一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
分类：联轴器种类繁多，按照被联接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为：①固定式联轴器。
主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，结构一般较简单，容易制造，且两轴瞬时转速相同，主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。
②可移式联轴器。
主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方，根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。
刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如牙嵌联轴器（允许轴向位移）、十字沟槽联轴器（用来联接平行位移或角位移很小的两根轴）、洛阳通豪热能提供万向联轴器（用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方）、齿轮联轴器（允许综合位移）、链条联轴器（允许有径向位移）等，弹性可移式联轴器（简称弹性联轴器）利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如蛇形弹簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。
万向联轴器的选择和校核资料
万向联轴器的选择和校核6.2.1选择万向联轴器万向联轴器可以用于传递两轴不在同一轴线上、两轴线存在较大夹角的情况。
它能实现两轴连续回转，可靠的传递转矩，结构较紧凑，传动效率很高。
为保证传动精度及可靠性，减速器和轧辊之间用万向联轴器连接。
十字轴式万向联轴器、滑块式万向联轴器为两种常用的万向联轴器。
1、十字轴式万向联轴器的优点：（1）联轴器用滚针轴承，传动效率较高，传动效率可达98.7％~99％，摩擦系数小，。
（2）由于滚动轴承的间隙较小，传动平稳，冲击和振动减小。
（3）在回转半径相同时，可传动大扭矩。
（4）耗油量少，可改善生产环境，维修保养费用减少。
(5)在空行程时，十字轴万向联轴器可减低到30~40dB ，比滑块万向联轴器低很多，满足低噪声要求。
(6)联轴器寿命为2年左右，减少了更换设备的费用。
2、计算转矩：十字轴万向联轴器应满足强度条件如下；na h n c T K K K TK T ≤=α（6.5）式中T —— 联轴器的理论转矩h K —— 轴承寿命系数，由[10]表41.4-25， h K =1.2 αK —— 联轴器轴间角系数，由[10]表41.4-26；αK =1.4n K —— 联轴器转速系数，由[10]表41.4-24； n K =1.1 aK —— 载荷性质系数，由[10]表41.4-9；aK =1c T —— 联轴器的计算转矩n T —— 联轴器的许用转矩n P 9550T η= (6.6)P —— 电机的额定功率，η —— 电机到减速器的输出轴的效率，η=0.850n —— 减速器输出轴的转速，6.1950980n ==由式（6.6得：错误!未找到引用源。
由文献[10]表41.4-10选择十字轴万向联轴器型号为SWP250D 型，其主要参数 如下表，表6.2 万向联轴器的参数考虑到联轴器中轴承易损，所以选择十字轴的轴承为剖分式，为方便更改轴承，将轴承压盖进行剖分，。
要用高强度的螺栓（力学性能能按GB3098.1中规定的10、9级）还有螺母（力学性能能按GB3098.2中规定的10级），用于联轴器各配件的连接）；用预紧螺栓将两端法兰联接配件上，依靠法兰端面键来传递转矩。
十字轴万向联轴器及其他类型万向联轴器(上)
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注： ! . 为在交变负荷下疲劳强度所允许的转矩。
（##） /$0型十字轴式万向联轴器与相配件的联接 相配件的 /$0型万向联轴器通过高强度螺栓及螺母把母端的法兰联接在其他配件上， 联接尺寸及螺栓预紧力矩见图 ! " ## 和表 ! " #1。大规格 /$0型万向联轴器是通过端面齿、 高强度螺栓及螺母把两端的法兰联接在其他配件上， 相配件的端面齿尺寸及螺栓预紧力矩 见图 ! " #1 和表 ! " #+。
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注： +. ! / 为在交变负荷下按疲劳强所允许的转矩。 按需要确定。 0. " 为安装长度，
（#） $1型无伸缩短式万向联轴器 基本参数和主要尺寸见表 ! " +2。 $1型双联型式见图 ! " #，
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联系电话：0317-8309527 8309526 8309525 8223937 — #"! — 业务传真：0317-8263317(自动接收)8288876(人工接收)
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万向联轴器的定义与分类
万向联轴器的定义与分类
万向联轴器是一种用于连接两根轴的机械装置，它允许两轴在不同的角度和方向上旋转。
这种联轴器通常由两个轴套和一个中间连接件组成，中间连接件可以是十字轴、球笼、球销等形式。
根据中间连接件的不同形式，万向联轴器可以分为以下几类：
1. 十字轴式万向联轴器：中间连接件为十字轴，允许两轴在一定的角度范围内相对旋转。
2. 球笼式万向联轴器：中间连接件为球笼，允许两轴在更大的角度范围内相对旋转。
3. 球销式万向联轴器：中间连接件为球销，允许两轴在更大的角度范围内相对旋转，同时具有更好的抗冲击和减震能力。
4. 三叉式万向联轴器：中间连接件为三叉形，允许两轴在更大的角度范围内相对旋转，同时具有更好的稳定性和承载能力。
根据使用环境和要求的不同，万向联轴器还可以分为固定式和可移动式两种类型。
固定式万向联轴器通常用于需要长期稳定连接的场合，而可移动式万向联轴器则用于需要经常调整轴的角度和方向的场合。
万向联轴器是一种广泛应用于机械传动系统中的重要装置，它可以实现两轴之间的灵活连接，提高机械设备的灵活性和适应性。
三销轴式万向节的种类与特点
三销轴式万向节的种类与特点万向节按其速度特性分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。
按其刚度大小，可分为刚性万向节和柔性万向节。
(1)不等速万向节十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻等速万向节两轴的最大交角为15°~ 20°。
十字轴式万向节由一个十字轴、两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。
当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动，这样就适应了夹角和距离同时变化的需要。
为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。
润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。
十字轴式刚性万向节具有结构简单、传动效率高的优点，但在两轴夹角α不为零的情况下，不能传递等角速转动。
(2)准等速万向节准等速万向节是根据两个普通万向节实现等速传动的原理制成的。
常见的有双联式和三销式万向节。
双联式万向节实际上是一套传动轴长度减缩至最小的双万向节传动装置。
双联式万向节允许有较大的轴间夹角，且结构简单，制造方便。
三销轴式万向节是由双联式万向节演变而来的准等速万向节。
三销轴式万向节的最大特点是允许相邻两轴有较大的交角，最大可达45°。
采用此万向节的转向驱动桥可使汽车获得较小的转弯半径，提高了汽车的机动性。
(3)等速万向节等速万向节的常见结构形式有球笼式、球叉式。
球笼式等速万向节工作时六个钢球都参与传力，故承载能力强、磨损小、寿命长。
它被广泛应用于各种型号的转向驱动桥和独立悬架的驱动桥。
球叉式万向节的结构简单，采用压力装配，拆装不方便，钢球与曲面凹槽单位压力大，磨损快；只有两个钢球传力，反转时，另两个钢球传力。
十字轴万向联轴器及其他类型万向联轴器(下)
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第五篇
无弹性元件挠性联轴器的选型设计与制造工艺
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注： !" !# 、 "! 、 # 的具体尺寸由设计者在表中规定的范围内确定。 当 !# !$%&’’ 时， 其轴孔键槽型式尺寸按 () %*+# 的规定， 轴孔长度 "! ， 选短系 #" 轴孔 !# 若选扩用圆柱轴孔， 列； 当 !# , $%&’’ 时， 轴孔及键槽型尺寸由设计者自行规定。
万向联轴器
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法兰与相配件的联接
法兰与相配件联接尺寸及螺栓预紧力矩 （ )* + , (-&-—.(） + //
联系电话：0317-8309527 8309526 8309525 8223937 — #"! — 业务传真：0317-8263317(自动接收)8288876(人工接收)
式中
— —万向联轴器的寿命， #4— 7； — —理论转矩 （当 !+ #38， 轴承寿命 % < + #3337 时的理论计算 "— $ + /3339 : 5;,，
・ 值） ， => 5； — —使用平均转矩， ・ " 平均 — => 5； — —材料系数， !5— ! 5 + #； — —转速系数， !, — ! , + /3*% : $ 3*##? ； — —平均转速， $— 9 : 5;,； — —折角系数， !!— !! + /*!? : $ 3*#!! ； — —平均合成轴成折角， （8） 。 !— 按式 （! " %3） 可绘制寿命计算图， 见图 ! " !%。 转速、 时间计算平均转矩及平均转速。 -* 按各阶段的使用转矩、 使用阶段 /、 …… & ； %、 #、 转矩 （ => ・ 5） "/ 、 "% 、 "# …… " @ ； 转速 （ 9 : 5;,） $/ 、 $% 、 $ # …… $ @ ； 时间比 （A） ’/ 、 ’% 、 ’ # …… ’ @ 。
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球笼式等速万向联轴器跟十字轴式万向联轴器性能对比
一、完全等速性
球笼式等速万向联轴器由于其结构原理，因此能够实现完全等速传动，能抑制由于转速和转矩变化对相关联设备所产生的各种振动和冲击的不良影响。
球笼式等速万向联轴器由于加工误差，速度变化不到1%，而十字轴式万向联轴器在摆角20度时，其速度变化达7%，不能实现等速传动。
二、传动效率高
球笼式等速万向联轴器具有很高的传动效率，其功率损失在轴倾角变化范围内近似成线性变化，传动功率近似取1，而十字轴式万向联轴器由于结构原理，存在交变扭矩，其传动效率损失过半，摆角越大，功率损失越大。
三、结构紧凑，占用空间小
固定式本体内部采用花键进行滑移，滑移式本体内部的内外套能再轴向作相对滑移；该联轴器能实现滑移与转动一体化；在同等回转直径情况下，球笼式等速万向联轴器的安装尺寸要比十字轴式万向联轴器的安装尺寸小，且最短尺寸远小于十字轴式的。
四、具有吸收震动和冲击的能力
由于球笼式等速万向联轴器能同时实现转动和滑移，所以它能吸收对关联传动设备有害的震动及冲击，对系统起到保护作用；十字轴式万向联轴器结构存在不等角速问题，会对关联设备产生震动，损坏关联轴。
五、摆角幅度大
球笼式等速万向联轴器摆角范围可由0-42.5度，最大可达75度，而十字轴式的最大到25度，并且实际使用过程中不能将角度摆到最大。
六、动平衡精度高
由于球笼式等速万向联轴器转动沟道制造精度高，而且各构件都是均匀回转体，在告诉情况下，都进行严格的动平衡实验，所以球笼式等速万向联轴器平衡精度很高。
七、安装方便
由于两端本体内有一定的伸缩量，特别是滑移式快装弹簧的使用，球笼式等速万向联轴器安装省时省力；由于球笼式等速万向联轴器具有一定摆角，安装时允许误差较大，轴心对中非常简便；设计新颖的法兰快装结构，为用户提供了极大的便利。
八、密封性好
球笼式等速万向联轴器采用橡胶密封罩，金属密封罩，金属密封片实现完全或多层密封，从而避免频繁维护，减少工人劳动强度。
九、过载保护装置
当传递扭矩发生以外突变时，球笼式万向联轴器不会将断裂的碎片飞出，过载保护装置可以切断动力传动，保护人员安全，十字轴式万向联轴器在发生以外时，碎裂物会飞出，容易打到人或物，非常危险。
十、综上所述，球笼式等速万向联轴器具有十字轴式万向联轴器无法替代的优势。
镇江宇航重工机械有限公司
技术部。