等速万向节如球笼式万向节
球笼(等速万向节)技术资料
球笼（等速万向节）技术资料本为主要介绍等球笼(以下称等速万向节)，的相关技术参数及分析资料。
第一节等速万向节设计的最新动态与方向等速万向节广泛应用于前置前驱轿车的转向驱动桥中。
驱动桥中。
靠近车轮侧，一、靠近车轮侧，即外侧的等速万向节通常采用Birfield(固定型)球笼式万向节，(固定型)球笼式万向节，通常采用允许传动轴(驱动轴)夹角变化。
允许传动轴(驱动轴)夹角变化。
桑塔纳2000奥迪、奥拓、丰田、2000、桑塔纳2000、奥迪、奥拓、丰田、日产等上海捷迈公司生产的固定型球笼式万向节InnerRaceBallsCageOuterRace圆弧槽滚道型球叉式万向节，圆弧槽滚道型球叉式万向节，也是等速万向但每次只有两个钢球传力，节，但每次只有两个钢球传力，传递转矩能力较小;钢球磨损较快，使钢球与滚道间的预紧较小;钢球磨损较快，力减小，会破坏传动的等速性。
力减小，会破坏传动的等速性。
不适合高速和连续运转工况，较少采用。
连续运转工况，较少采用。
二、靠近差速器侧，即内侧的等速万向节靠近差速器侧，通常采用三叉式(三球销式通常采用三叉式(三球销式，Tripod)或伸缩)型球笼式万向节允许传动轴(驱动轴)万向节，型球笼式万向节，允许传动轴(驱动轴)长度和夹角的变化，夹角的变化，以补偿由于前轮跳动和载荷变化引起的轮距变化。
起的轮距变化。
三球销式组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。
组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。
壳为主动件，壳为主动件，沿内圆周均匀开有三条平行于轴线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，还由平行槽带动运动。
还由平行槽带动运动。
PlungeJoint运动：当车轮向上跳动时，轮毂和传动轴的距运动：当车轮向上跳动时，离变大，三销轴向外移动。
离变大，三销轴向外移动。
伸缩型球笼式等速万向节设计
伸缩型球笼式等速万向节设计一、概述二、设计原则1.承受扭矩要求：根据实际应用情况确定伸缩型球笼式等速万向节要承受的最大扭矩，以保证其在工作过程中不会发生破坏。
2.弯曲角度和位移确定：根据车轮悬挂系统的运动轨迹和传动轴的安装位置，确定伸缩型球笼式等速万向节在工作过程中的最大弯曲角度和位移。
3.等速特性：为了保证传动过程中传动轴和驱动轴的角速度保持恒定，需要通过设计合适的几何形状来满足等速要求。
三、设计步骤1.确定传动系统参数：根据实际应用情况，确定传动系统的参数，包括传输功率、转速、扭矩等。
2.选择合适的材料：根据承受扭矩和工作条件要求，选择适合的材料来制作球笼、滚珠和轴套。
3.设计球笼形状：根据弯曲角度和位移要求，设计球笼的几何形状，以使其在工作过程中能够承受相应的力矩。
4.设计滚珠数量和尺寸：根据传输功率和转速要求，确定滚珠的数量和尺寸，以使其能够承受相应的载荷。
5.设计轴套形状：根据球笼和滚珠的几何形状，设计轴套的形状，以确保球笼和滚珠能够顺利运动。
6.进行强度校核：根据设计结果，进行强度校核，以确保伸缩型球笼式等速万向节的安全可靠。
四、设计优化为了提高伸缩型球笼式等速万向节的性能，可以进行以下优化：1.材料优化：选择优质的材料，以提高伸缩型球笼式等速万向节的强度和耐用性。
2.结构优化：通过改变球笼、滚珠和轴套的几何形状，优化结构布局，以降低摩擦和磨损，提高传动效率。
3.润滑优化：选择合适的润滑剂和润滑方式来减少摩擦和磨损，延长伸缩型球笼式等速万向节的使用寿命。
四、总结伸缩型球笼式等速万向节是一种重要的汽车传动系统零部件，通过设计合适的几何形状和优化材料选取，可以实现稳定的传动效果。
在设计过程中，需要考虑承受扭矩要求、弯曲角度和位移确定、等速特性等因素，以确保伸缩型球笼式等速万向节的性能和安全可靠。
球笼式等速万向节滚道接触应力的有限元分析
Ｍａ．０ １ ｒ １ ２
机 械 设 计 与 制 造
５ １
析， 设置对应的时间步和载荷 步 ， 将不同的滚 道截 面类 型的万 向 ３ 有限元分析结果与赫兹接触理论计算值的比较分析 ． ３ 节按照以上方法建立对应的有 限元模 型， 然后分别运行求解 。计 将以上通过有限元分析方法计算出的不 同滚道截面类型 的 算结束后 ， Ａ Ｓ Ｓ 在 Ｎ Ｙ 后处理模块 中， 查看球笼式万 向节受力状态 万 向节的内外滚道 的最大接触应力 的数值解 同参照文献 中通过 下的等效应力云图， 本文计算出的接触应力 ， 采用 ｙｎＭｉ ｓ ｏ ｓ 屈服 赫兹接触理论方法计算出的理论值进行比较 ， 以验证有 限元方 ｅ 用 准则表示为等效应力 。 其不同滚道截面类型的万向节 内外滚道接 法的可行可信性 。将数值解与理论值通过相对误差公式 ：
进行误差比对 。其接触应力大小及误差 比较 ， 如表 １ 所示 。
ＭＰ ） 如图 ９ 图 １ 所示 ， 、 ２ 双心弧型截面滚道类型的万 向节 内滚道 表 １接触应力数值解与理论值比较（ ａ
如图 ｌ 、 １ 所示 ， ０图 ３ 椭圆型截面滚道类型 的万 向节 内滚道 最大接触应力 为 ３ ＭＰ ， ３６ ａ外滚道最大接触应力为 ２０ Ｍ ａ １ ７８ Ｐ 。 由有 限元分析结果可知 ，三种不 同滚道截面类 型的万 向节 的内滚道的接触应力都普遍 大于外滚道上 的接触应力 ， 星形套 内
１９ （ ） １— ３ ９ ９ ３ ：２ １
３ 陈静． 轿车驱动轴等速 万向节结构强度的有限元分析 ［ ］ Ｄ ． 大学学 吉林
报 ，０ ５ ８ ２０ （ ）
４ 汤双清 ， 欢． 胡 球笼式 等速万 向节三点 接触沟道 的设计 分析［ ］ 承 ， Ｊ． 轴
球笼式万向节名词解释
球笼式万向节名词解释
球笼式万向节属于等速万向节。
万向节即万向接头，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件。
万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。
球笼式万向节工作原理如下：
1、根据万向节轴向能否运动，又可区分为轴向不能伸缩型（固定型）球笼式万向节和可伸缩型球笼式万向节；
2、结构上固定型球笼式万向节的星形套的内表面以内花键与传动轴连接，它的外表面制有6个弧形凹槽作为钢球的内滚道，外滚道做在球形壳的内表面上；
3、星形套与球形壳装合后形成的6个滚道内各装1个钢球，并由保持架（球笼）使6个钢球处于同一平面内。
动力由传动轴经钢球、球形壳传出；
4、可伸缩型球笼式万向节的结构特点是于筒形壳的内壁和星形套的外部做有圆柱形直槽，在两者装合后所形成的滚道内装有钢球；
5、钢球同时也装在保持架的孔内。
星形套内孔做有花键用来与输入轴连接。
这一结构允许星形套与简形壳相对在轴向方向移动。
球笼式等速万向节装配教案
球笼式等速万向节装配教案教案标题：球笼式等速万向节装配教案教学目标：1. 了解球笼式等速万向节的定义、结构和工作原理。
2. 学习球笼式等速万向节的装配步骤和注意事项。
3. 掌握球笼式等速万向节的常见故障排除方法。
教学准备：1. 球笼式等速万向节的实物模型或图片资料。
2. 装配球笼式等速万向节所需的工具和材料。
3. 教学投影仪或黑板、粉笔等教学工具。
教学步骤：引入：1. 通过展示球笼式等速万向节的实物模型或图片资料，引起学生的兴趣和好奇心。
2. 提问学生对球笼式等速万向节的了解程度，并解答学生提出的问题。
正文：3. 介绍球笼式等速万向节的定义、结构和工作原理，通过图示或示意图进行讲解。
4. 分步骤教授球笼式等速万向节的装配方法，包括：a. 准备工作：清洁工作台、工具和零件。
b. 安装球笼：将球笼放入轴承座内，并确保球笼与轴承座完全契合。
c. 安装滚珠：将滚珠放入球笼的凹槽中，确保滚珠能够自由滚动。
d. 安装外套：将外套套在球笼上，并确保外套与轴承座紧密连接。
e. 检查装配质量：检查球笼、滚珠和外套的装配是否正确、稳固。
实践操作：5. 将学生分成小组，每个小组配备一套球笼式等速万向节的零件和工具。
6. 让学生按照教师的指导，进行球笼式等速万向节的装配操作。
7. 教师巡视指导，纠正学生操作中的错误，并鼓励学生互相合作、交流。
总结：8. 总结球笼式等速万向节的装配步骤和注意事项，强调装配的重要性和正确性。
9. 引导学生思考球笼式等速万向节在机械装置中的作用和意义。
拓展：10. 鼓励学生自主学习球笼式等速万向节的常见故障排除方法，并进行相关讨论。
评估：11. 设计一份简单的装配练习题，考察学生对球笼式等速万向节装配步骤的掌握程度。
12. 对学生的装配操作和参与度进行评估，给予适当的鼓励和建议。
教学延伸：13. 鼓励学生了解和研究其他类型的万向节，并进行比较和分析。
注意事项：1. 确保学生操作时注意安全，使用工具时要小心谨慎。
球笼式等速万向节的结构设计
球笼式等速万向节的结构设计一、结构设计球笼式等速万向节由内球笼、外球笼、滚珠和万向节套组成。
内球笼和外球笼通过滚珠连接，能够使两个轴线在任意角度下均保持等速传动。
内球笼和外球笼的接触面采用球面滚道设计，以减小接触应力和磨损。
球笼的结构设计应确保稳定性和可靠性，并满足正常工作条件下的载荷和转速要求。
二、材料选择球笼式等速万向节主要承受转矩和轴向力，因此材料的选择需要具备较高的强度和耐磨性。
常见的材料有铸铁、合金钢和不锈钢等。
铸铁具有良好的刚性和耐磨性，但相对较重，适用于重负荷和高转速的工况；合金钢具有较高的强度和韧性，适用于中等载荷和转速的工况；不锈钢具有良好的耐腐蚀性和低温性能，适用于特殊工况。
三、加工工艺球笼式等速万向节的加工工艺主要包括锻造、车削、磨削和热处理等。
锻造是制造球笼等主要零件的常用工艺，可以提高材料的强度和致密度；车削和磨削是加工球面滚道的关键工序，需要精确控制工艺参数以保证加工质量；热处理可以改善材料的硬度和韧性，提高零件的使用性能。
四、性能测试球笼式等速万向节的性能测试主要包括耐久性测试、扭转角度测试和传动效率测试等。
耐久性测试是评价球笼式等速万向节使用寿命的重要指标，可以通过模拟实际工况进行长时间的试验；扭转角度测试是评价球笼式等速万向节传动特性的关键指标，可以通过测量其在不同角度下的扭转阻力来评估其工作性能；传动效率测试是评价球笼式等速万向节传动效率的指标，可以通过测量输入功率和输出功率来计算传动效率。
综上所述，球笼式等速万向节的结构设计、材料选择、加工工艺和性能测试等方面都对其性能和可靠性有着重要影响。
只有在这些方面都得到合理的设计和优化，才能保证球笼式等速万向节在汽车驱动系统中发挥良好的作用。
球笼式万向节等速原理
球笼式万向节等速原理你想啊，汽车在行驶的时候，那车轮可不是一直直愣愣地往前跑的。
有时候要转弯，有时候路面不平，车轮的角度那是变来变去的。
这时候呀，就轮到球笼式万向节上场啦。
球笼式万向节呢，就像是一个超级灵活的小关节。
它里面有好多的小零件，就像一群小伙伴在里面合作。
咱们先来说说这个球笼。
这个球笼就像是一个小房子，把其他的零件都给罩在里面。
它可不是随便罩着玩的，这个小房子的形状和结构可都是有讲究的。
它得保证里面的零件能够按照一定的规则运动。
再看看里面的钢球。
这些钢球可太可爱了，就像一群调皮的小弹珠。
它们在球笼里滚来滚去的。
当汽车的传动轴开始转动的时候，这些钢球就开始忙乎起来了。
它们的任务呢，就是要让动力能够顺利地传递到车轮上，不管车轮的角度怎么变。
那等速是怎么做到的呢？这就像是一场特别精准的配合。
你看啊，当车轮转弯的时候，外侧的车轮要走的路程比内侧的车轮长。
这就好比两个人一起跑步，一个人在弯道的外侧，一个人在弯道的内侧，外侧的人肯定要跑更远的路。
在汽车里呢，球笼式万向节就会调整自己的状态。
那些钢球会根据车轮的角度变化，自动地调整自己的位置。
它们就像是一群聪明的小助手，让动力在传递的过程中，不管是到外侧车轮还是内侧车轮，速度都是一样的。
就好像是一场魔法表演一样。
不管汽车的姿态怎么变化，球笼式万向节都能稳稳地保证动力的等速传递。
你可以想象成一个超级灵活的小机器人，不管你怎么摆弄它，它都能按照你的要求把东西准确地送到目的地。
而且呀，这个球笼式万向节还特别的耐用呢。
它就像一个吃苦耐劳的小战士，在汽车的底盘下面默默奉献。
不管是在坑坑洼洼的土路上，还是在平坦的高速公路上，它都在那里努力工作着。
有时候我就想啊，发明这个球笼式万向节的人可真是个天才。
他就像是一个超级魔法师，把这些简单的零件组合在一起，就创造出了这么神奇的东西。
这就告诉我们呀，生活中的很多东西看起来很复杂，其实只要我们用心去了解，就会发现它们背后都有着很有趣的原理呢。
等速万向节结构原理分析及应用
诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：年月日毕业设计任务书设计题目：等速万向节结构原理分析及应用系部：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学号： 112011201学生：指导教师（含职称）：（高工）1．课题意义及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握等速万向节的结构和原理，了解其在汽车上的主要用途。
应用所学相关基础知识和专业知识进行结构与原理分析。
应用CAD三维技术动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹，编写计算说明书，编写毕业设计论文。
2．主要任务1）掌握汽车等速万向节的结构及工作原理。
绘制结构简图和原理简图；2）绘制等速万向节总图；3）了解等速万向节失效模式并分析原因；4）了解等速万向节常用材料及制造、热处理工艺要求；5）动态模拟等速万向节工作原理与运动轨迹，编写计算说明书；6）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等3．主要参考资料[1] 刘惟信. 汽车设计. 清华大学出版社. 2001[2] 余志生. 汽车理论. 机械工业出版社. 2000[3] 陈家瑞. 汽车构造. 人民交通出版社. 2006[4] 成大先. 机械设计手册. 化学工业出版社. 2008.4．进度安排审核人：年月日等速万向节结构原理分析及应用摘要:本课题来源于学校的合作伙伴江铃重型汽车有限公司。
传动系统作为保证车辆正常行驶运行的一个重要组成部分，该系统中最重要的构件是万向节，而等速万向节又是万向节中的一种特殊形式。
本课题即以Birfield球笼式等速万向节为研究对象，并在理论分析的基础上，建立了三维模型。
首次全面深入的对其结构原理、等速性、受力情况、效率、使用寿命、NVH现象以及热处理工艺进行了全面分析。
并有针对的对其存在的NVH问题提出一定的解决对策和改进意见。
关键词：等速万向节，效率，使用寿命，NVH现象，热处理工艺Constant-velocity joint structure principle analysis and application Abstract: This topic is derived from Jiangling heavy automobile co. LTD, the partner of our school. Transmission system is an important part guaranteeing the formal operation of vehicles. The most important component in the system is universal joint, while the constant speed universal joint is a special form of universal joint.Regarding Birfield ball cage pattemed constant speed universal joint as the research object, on the basis of theoretical analysis, this topic set up the three-dimensional model. It is the first time to have a comprehensive analysis for its structure principle, constant speed, force efficiency, service life, NVH phenomenon and the heat treatment process. It also has carried on some methods and improvements for specific NVH problems in it. Keywords: Constant-velocity joint, efficiency, service life, NVH phenomenon, heat treatment目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 万向节简介 (1)1.2.1 十字轴式万向节 (3)1.2.2 挠性万向节 (4)1.2.3 准等速万向节 (4)1.2.3 等速万向节 (5)1.3 万向节国内外发展现状 (7)1.4 本课题研究的内容 (9)1.5 本课题研究的目的和意义 (9)2 等速万向节等速性研究 (10)3 等速万向节几何尺寸设计 (11)3.1 CAD参数化设计 (11)3.2 参数化建模技术 (12)3.3 等速万向节三维参数化模型的建立 (13)3.3.1 建立参数化图元 (13)3.3.2 球笼式等速万向节三维实体模型装配 (13)4 等速万向节的受力、效率和寿命 (15)4.1 万向节受力分析 (15)4.1.1 接触应力 (15)4.1.2 折弯阻力 (15)4.2 万向节的效率 (15)4.3 万向节的寿命 (16)5 等速万向节的失效形式及NVH现象 (17)5.1 等速万向节失效形式 (17)5.2 NVH现象及产生原因 (17)5.2.1 产品设计 (17)5.2.2 制造工艺 (17)5.2.3 质检误差 (17)5.2.4 使用环境 (18)5.3 解决对策 (18)6 等速万向节常用材料及热处理加工工艺 (19)7 等速万向节的其它问题 (23)7.1 产品的密封和润滑 (23)7.2 产品的松紧度标准 (23)7.3 左右轴的等长化 (23)7.4 产品的小型化 (23)8 等速万向节改进意见 (24)9 结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)1 绪论1.1 引言我国轿车行业虽然比国外起步晚一些，但是发展潜力和空间却很大。
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挠性万向节是由橡胶件将主被动轴叉交错连接而成，依靠橡胶件的 弹性变形，能够实现转动轴线的小角度（3゜～5゜）偏转和微小轴 四、柔性万向节 向位移，吸收传动系中的冲击载荷和衰减扭转振动，具有结构简单， 无需润滑等优点。
1螺丝 2橡胶 3中心钢球4黄油嘴 5传动凸缘 6球座
一般需要在万向节之间安装传动轴。若两部件之间的距离会发生变 化，而万向节又没有伸缩功能时，则还要将传动轴做成两段，用滑 动花键相连接。为减小传动轴花键连接部分的轴向滑动阻力和摩损， 五、传动轴及中间支承 需加注润滑脂进行润滑
普通万向节的速度特性
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。 转1800后
w1 w2
w1 w2
vA= w1r=w2rcosa
vB= w1rcosa=w2r
满足以下两个条件时，可以实现轴1到轴4的等角速传动： （1）传动轴两端万向节叉处于同一平面内； （2）第一万向节两轴间夹角α 1与第二万向节两轴间夹角α 2相等。
传动轴动平衡 传动轴在高速旋转时，任何质量的偏移都会导致剧烈振动。生产厂 家在把传动轴与万向节组装后，都进行动平衡。经过动平衡的传动 轴两端一般都点焊有平衡片，拆卸后重装时要注意保持二者的相对 角位置不变。
在传动距离较长时，往往将传动轴分段，即在传动轴前增加带中间 支承的前传动轴
1-变速器；2-中间支承；3-后驱动桥；4-后传动轴；5-球轴承；6-前传动轴
万向传动装置
一、概述
功用： 在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位 置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。万向 传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承
应用： a）发动机前置后轮驱动汽 车的变速器与驱动桥之间 b）多轴驱动的汽车的分动 器与驱动桥之间或驱动桥 与驱动桥之间 c）由于车架的变形，会造 成轴线间相互位置变化的 两传动部件之间 d）独立悬架的汽车的与差 速器之间 e）转向驱动车桥的差速器 与车轮之间 f）汽车的动力输出装置和 转向操纵机构中
1、球笼式等速万向节
球笼式万向节的等速性
星形套 内滚道
球滚动时，同时以A、 B为球心滚动，所以 CA=CB
外滚道中心A与内滚 道中心B分别位于万 向节中心O的两侧， 且到O点的距离相等。
球笼（保持架） 主、从动轴 夹角平分面 球形壳 （外滚道）
球笼式万向节特点：
承载能力强，结构紧凑，拆装方便，两轴最大交角为42°
不等速万向节（常用的为十字轴式） 准等速万向节（如双联式万向节） 等速万向节（如球笼式万向节）
2）柔性万向节
二、普通万向节 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 邻两轴的最大交角为15゜～20゜
十字轴润滑油道
油封
油封挡盘
滚针轴承
注油嘴
采用橡胶油封，当 十字轴内腔油压过 大时，多余的润滑 油会从橡胶油封内 圆表面与轴颈接触 处溢出。
双万向节等速传动
三、准等速万向节
原理： 双万向节等速传动 1、双联式万向节
两个在同一平面 内的万向节叉
当a1 = a2 时，轴1和 轴2的角速度相等
三、等速万向节
原理： 当万向节主动轴与从动轴之间传力点一直处于主动轴轴线和从动轴 轴线夹角平分线上（或者说传力点距这两轴线的距离相等）时，必 然能实现等角速传动。