万向联轴器的传动分析 - 副本
万向联轴器工作原理
万向联轴器工作原理
万向联轴器是一种能够在不同轴线之间传递动力和扭矩的机械
连接器件。
其工作原理是通过两个相互垂直的万向节连接轴线，使得在一个轴线上的旋转运动可以被传递到另一个轴线上。
万向节是由一个十字形的中心轴和四个连接在其四个端点上的
球体组成。
当中心轴在一个轴线上旋转时，球体会在其连接的轴线上进行球面滚动运动，从而实现两个轴线之间的转动传递。
在实际应用中，万向联轴器常用于汽车、机器人、船舶等领域。
其优点是可以有效地解决轴线角度偏差和轴线不对中的问题，从而保证机械系统的正常运行。
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万向传动装置工作原理
万向传动装置工作原理万向传动装置是一种常见于汽车、飞机、船舶等交通工具中的机械装置，用于使传动轴能够在任意角度上旋转和传递动力。
它通过一系列的齿轮和万向节的组合来实现。
本文将详细介绍万向传动装置的工作原理。
1. 万向传动装置的概述万向传动装置主要由输入轴、输出轴和中间的齿轮组成。
输入轴从动力源（如发动机）接收动力，输出轴将动力传递给驱动部件（如车轮）。
齿轮主要起到传递动力和改变运动方向的作用。
而万向节则允许输出轴在不同角度下旋转，从而适应各种工作环境。
万向传动装置的工作原理可以简单描述为输入轴转动，通过一系列齿轮和万向节的配合，使输出轴获得相应的转动。
2. 齿轮传动齿轮传动是万向传动装置的基础。
它利用齿轮的轮齿相互啮合的作用，传递输入轴的转动力矩到输出轴上。
齿轮的大小比例决定了输出轴的转速和转矩。
通过组合不同大小的齿轮，可以实现不同的速度和转矩输出。
齿轮传动一般采用直齿圆柱齿轮或斜齿圆柱齿轮，其啮合间隙应保持适当，以确保传动的顺畅性和可靠性。
3. 万向节传动万向节是将输入轴和输出轴连接起来的关键装置。
它由两个十字交叉的圆柱形零件组成，其中一个零件固定在输入轴上，另一个零件固定在输出轴上。
两个零件之间通过一系列的球体或滚柱进行传动连接。
当输入轴转动时，球体或滚柱会在两个圆柱形零件之间滚动，从而使输出轴能够在不同角度下旋转。
万向节传动可以实现输入轴和输出轴的转动角度范围约为45度至90度之间。
4. 其他辅助装置为了提高万向传动装置的传动效率和稳定性，常常还会采用其他辅助装置。
例如，增加轴承和润滑系统可以减少转动阻力和磨损，延长装置的使用寿命。
采用防抖动装置可以减少传动时的震动和噪音。
同时，对齿轮和万向节进行精密加工和热处理等工艺措施，可以提高装置的传动精度和可靠性。
5. 应用领域和发展趋势万向传动装置广泛应用于各种交通工具中，如汽车、自行车、飞机、船舶等。
它在机械传动领域发挥着重要作用，可以满足不同工作环境和传动需求下的灵活性和可靠性要求。
万向传动的运动和受力分析
第三节 万向传动的运动和受力分析一、单十字轴万向节传动当十字轴万向节的主动轴与从动轴存在一定夹角α 时，主动轴的角速度ω1与从动轴的角速度ω2之间存在如下关系12212cos sin 1cos ϕααωω-= (4-1)式中，φ1为主动轴转角，定义为万向节主动叉所在平面与万向节主、从动轴所在平面的夹角。
由于cos α是周期为 2π 的周期函数，所以ω2／ω1，也为同周期的周期函数。
当φ1为0、π时，ω2达最大值ω2max 。
且为ω1／cos α； 当φ1为 π／2、3π／2时， ω2有最小值ω2min 。
且为ω1 cos α。
因此，当主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时慢，此即为普通十字轴万向节传动的不等速性。
十字轴万向节传动的不等速性可用转速不均匀系数 k 来表示 ααωωωtan sin 1min 2max 2=-=k (4-2) 如不计万向节的摩擦损失，主动轴转矩T 1和从动轴转矩T 2与各自相应的角速度有关系式T 1ω1= T 2ω2，这样有 11222cos cos sin 1T T αϕα-= (4-3) 显然，当ω2／ω1最小时，从动轴上的转矩为最大T 2max =T 1／cos α；当ω2／ω1最大时， 从动轴上的转矩为最小T 2min =T 1cos α。
当T l 与α一定时，T 2在其最大值与最小值之间每一转变化两次；具有夹角 α 的十字轴万向节，仅在主动轴驱动转矩和从动轴反转矩的作用下是不能平衡的。
这是因为这两个转矩作用在不同的平面内，在不计万向节惯性力矩时，它们的矢量互成一角度而不能自行封闭，此时在万向节上必然还作用有另外的力偶矩。
从万向节叉与十字轴之间的约束关系分析可知，主动叉对十字轴的作用力偶矩，除主动轴驱动转矩T l ，之外，还有作用在主动叉平面的弯曲力偶矩T l′。
同理，从动叉对十字轴也作用有从动轴反转矩T2和作用在从动叉平面的弯曲力偶矩T2′。
在这四个力矩作用下，使十字轴万向节得以平衡。
万向联轴器——万向节的传动机理
万向联轴器——万向节的传动机理万向联轴器，在工业生产或者机械加工领域中是一个常见的传动装置。
它由两个以上的转轴以及万向节和联轴器组成，可以将负载从一个旋转轴到另一个旋转轴传输。
万向联轴器因其高效的传动效果和可靠性被广泛应用在各个领域。
万向节是万向联轴器中最重要的部分之一，也是传动效率的关键所在。
万向节根据传动效果的不同可以分为两种类型：常用球型万向节和万向交叉万向节。
常用球型万向节常用球型万向节是一种最简单结构的万向节。
它是由两个球形零件组成的，两个轴相互连接，并且能够在两个轴之间产生良好的转向和偏差角度。
常用球型万向节具有以下优点：•简单易用，安装方便。
•传输效率高，传动距离较短。
•偏转角度小。
由于常用球型万向节的结构比较简单，因此相对其他类型的传动装置来说，它在传输效率上全面占优势。
但是它受到了一些限制，例如转动角度小和对连轴器进行维护时有些困难。
万向交叉万向节万向交叉万向节比较复杂，并且由多个组件组成。
这种传动装置中常见的是1平面和2平面交叉滚道式万向节。
1平面交叉滚道式万向节1平面交叉滚道式万向节主要包括两个轴和四个滚道，所有的滚道均布置在同一平面内。
其中，三个滚道分别安装在1号轴上，另外一个滚道安装在2号轴上，它可以沿着联轴器的长轴转动。
这种结构设计具有以下优点：•能够进行大范围内的转动和变化。
•在设计上相对简单，因此比较容易维护。
2平面交叉滚道式万向节2平面交叉滚道式万向节是万向交叉万向节中比较常见的一种型号。
它是由两台设备组成，其中一台设备上有一个满圆球面，另一台上则有一个逆满圆球面。
2平面交叉滚道式万向节具有以下优点：•可以进行较大的转动角度。
•在负载较重时，仍然保持着较高的传动效率。
无论是哪一种类型的万向节，在传动过程中都需要延长联轴器的使用寿命。
下面我们来了解一些使用万向节的技巧。
使用万向节的技巧1.仔细阅读设备使用说明书，了解联轴器的特点和技术指标，从而能更好地维护设备。
2.安装联轴器时，应按照使用说明书和技术标准正确安装，避免出现插销的误插问题和安装前轴和轴座涂抹的不平均问题。
传动系万向传动装置的构造原理与故障检修
图11-14
摆动式中间支承
第二节 万向传动装置的检修
传动轴检修 传动轴轴管不得有裂纹及严重的凹瘪。 检查传动轴的弯曲变形，最大圆跳动为0.8-1.0mm。超过 规定应对传动轴进行校正或更换。 传动轴花键与滑动叉花键、凸缘叉与所配合花键的侧隙： 轿车应不大于0.15mm，其他类型的汽车应不大于0.30mm， 装配后应能滑动自如。
第十三章
万向传动装置的构造原理与故障检修
万向传动装置的构造与原理
第一节
一、万向装置的组成和功用
万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还需加装中间支 承。其功用是实现汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转 轴之间的动力传递。
万向传动装置在汽车上应用于： 变速器与驱动桥之间（如图11-1a）；变速器与分动器之间（如 图11-1b）；转向驱动桥（独立悬架与非独立悬架）中的主减速器与 转向驱动轮之间（如图11-1c）。
(3)目前生产的五缸发动机汽车轮毂内的传 动轴涂有防护剂，粘接较牢。因此拆卸时， 应使用压力装置，不允许用加热的方法拆 卸传动轴，否则会损坏轮毂轴承。 (4)拆卸时，先拆下车轮，再将压力装置安 装在轮毂的凸缘上，将传动轴压出。在压 的过程中，应注意等角速度万向节与变速 器之间的空间。 (5)拆掉传动轴后，必须装上一根代替传动 轴的连接轴，避免损坏前轮传动总成。 (6)拆卸时应小心，以防损坏波形护罩。
按下列方法诊断，其流程图如图11-15所示。
图 11-15 万 向 节 和 伸 缩 节 响 诊 断 流 程 图
二、传动轴响
1、现象： 在万向节与伸缩节技术状况良好的情况下，传动轴于汽车行驶中发 出周期性响声；车速越快时响声越大，严重时车身发生抖振，甚至握转 向盘的手有麻木感。 2、原因： （1）传动轴弯曲或轴管凹陷； （2）传动轴管与万向节叉焊接时未找正或传动轴未进行动平衡； （3）传动轴上的平衡片失落； （4）伸缩节未按标记安装，使传动轴失去平衡，并有可能造成传动 轴两端的叉不在同一平面上； （5）中间支承吊架的固定螺栓或万向节凸缘盘连接螺栓松动，使传 动轴位置偏斜； （6）橡胶夹紧式中间支承紧固方法不妥，造成中间传动轴前端偏离 原轴线
汽车万向传动装置解析
置连接。
2
变速器与离合器或 与分动器之间
虽然变速器、离合器、分动器等都支承在车架上，且它们的轴线也可以设计 重合，但为消除车架变形及制造、装配误差等引起的轴线同轴度误差对动力 传递的影响，其间也常装有万向传动装置。
汽车的转向驱动桥需满足转向和驱动的功能，其半轴是分段的，转向时两段
转向驱动桥和断开 半轴轴线相交且交角变化，因此要用万向传动装置。在断开式驱动桥中，主
离相等，以保证万向节作等角速传动。
由于这种万向节能轴向相对移动，因此可省去 万向传动装置中的滑动花键等伸缩机构，使结构 简化，且轴向位移是通过钢球沿内、外滚道的滚 动来实现，与滑动花键相比，滚动阻力小，磨损 轻、寿命长。故最适用于断开式驱动桥。
3．三叉式等速万向节
图6-13所示为三叉式等速万 向节（也称三角式万向节），主 要由三销总成和万向节套组成。 三销总成的花键孔与传动轴内花 键配合，三个销轴上均装有轴承， 以减小磨损。万向节套的凸缘用 螺栓连接，为防止润滑脂外露， 万向节由防护罩封护，并用卡箍 紧固。
2．十字轴式万向节的速度特性与等速排列条件
十字轴式万向节在其运动中具有不等角速性。即当十字轴式万向节的主动
叉是等角速转动时，从动叉是不等角速转动的，其运动情况用图6-4来分析。
设主动叉轴以等角速ω1旋转，从动叉轴与主动叉轴有一夹角α，其角速 度为ω2，十字轴旋转半径OA＝OB＝r。
当万向节处于图6-4a所示位置时，由于主、从动叉轴在十字轴上A点的瞬
1．异响
3）故障诊断
（1）用榔头轻轻敲击各万向节凸缘盘连接处，检查其松紧度。 太松旷则故障由连接螺栓松动引起。
（2）用双手分别握住万向节、伸缩叉的主、从动部分转动，检 查游动角度。万向节游动角度太大，则异响由此引起；伸缩叉游 动角度太大，则异响由此引起。
万向联轴器传动的矩阵分析
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图 １ 单 万 向联 轴 嚣
收 稿 日期 ：０ ５０ 一０ ２ ０— ３１
作者简 介 ： 全 申（ ９ １ ）男 ， 周 １５ 一 ， 山东菏 泽人 ， 士， 授 ， 硕 教 硕士 研究 生导 师 ， 主要 研究 领域 为 机械 设 计及 理论 及机 械 ｃ Ｄ／ Ａ
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摘
关
要ｔ 应用矩阵方法 ， 分析 了万 向联轴器这一特殊的球 面杆机构 ， 究了当主动轴作等速回转 时， 动轴在一转 内转速 研 从
键 词 ： 向 联 轴 器 ； 动 传 动 比 ； 阵 分析 万 波 矩
的变 化 规 律 ， 用 于 某 些 要 求 波 动传 动 比 的机 构 设 计 。 可
１ 单万 向联轴 器传 动 的矩 阵分 析
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图 １为 一 单 万 向联 轴 器 ， 们 建 立 如 下 坐 标第 ： 我 Ｏ ＹＺ ， Ｙ。。 别是 与机架 相 固联 的定 坐 标 系 ， Ｘ ＯＸ。 Ｚ 分 Ｏ ，ＸＹ 分 别是 与 主动轴 １和从 动轴 ２ 固连 ＸＹ Ｏ ： 相 的动坐标 系 。 它们 分 别 随其 构件 一 起转 动 。 当主动轴 １ 转 过 角 时 ， 动轴 ２ 转过 角 ， 据 Ｃｖｎ 正矩 阵 从 也 。 根 ｉ ｓ ｅ 坐 标 变换 ， 出点 （ ， ） （ ，２Ｚ）分 别 在坐 标 得 Ｙ ， ， Ｙ ，２， 系 Ｏ ＹＺ ， Ｘ２ ２ 的位 置 。 Ｘ Ｏ ＹＺ 中
万向轴工作原理
万向轴工作原理
万向轴是一种能够实现多方向传动的机械装置，其工作原理通过内部复杂的结构实现。
首先，万向轴由三部分组成：内球套、外球套和纽扣。
内球套和外球套通过一个或多个球面相切连接，并且可以相对旋转。
纽扣则用于固定内球套和外球套。
当外部力作用于万向轴时，力会集中传递到内球套。
内球套上的力会通过其球面与外球套上的球面相互作用，使得外球套跟随内球套的运动而转动。
同时，纽扣的固定作用使得内球套和外球套的转动平稳而可控。
通过这种结构，万向轴可以实现传递从一个方向到另一个方向的转动。
例如，当传动轴在一个平面内转动时，万向轴可以将转动传递到与之不在同一平面内的轴上，实现多方向传动。
这对于需要在不同方向上传递转动的装置尤为重要。
总结起来，万向轴利用内外球套和纽扣的相互作用，实现了多方向传动的工作原理。
它在工程领域中广泛应用于需要实现多方向传动的装置中，发挥着重要的作用。
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万向联轴器的传动分析
车辆0902 李文婷
万向联轴器主要用于两轴有较大的偏斜角（最大可达到35°~45°） 或在工作中有较大角位移的地方。
它在汽车、拖拉机、轧钢机和金属切削机床中已获得了广泛应用。
万向联轴器之所以能补偿偏斜是由于叉子与轴销之间构成了可动的脚链连接。
如果在工作中偏斜角也要变化时，还应将联轴器的一个叉子轴及其联结轴之间构成一可以滑移的动联结。
万向联轴器的主要缺点是当两不在一轴线时，即使主动轴以恒定的角速度
1ω回转，从动轴的角速度2ω将在下列范围内作周期性的变化：1ωcos α≤2
ω∕cos α，因而在传动中将引起附加的动载荷。
联接于从动轴上的零件的转动惯量愈大，动载荷也就愈大。
为了消除这一缺点，常将万向联轴器成对使用，这时就称为双万向联轴器。
在使用双万向联轴器时，应使两个叉子位于同一个平面内，而且应使用主、从动轴与联接轴所成的夹角α
相等，这样才能使主动轴和从动轴的角速度随时相等，从而得以避免动载荷的产生。
下面将阐述单万向联轴器的传动原理和双万向联轴器是如何避免动载荷产生的。
单万向联轴器用来传递两相交轴间的转动。
图1所示为单万向联轴器的示意图。
图1
主动轴1和从动轴3端部带有叉，两叉与十字头组成转动副B 、C 。
轴1和轴2与机架4组成转动副A 、D 。
转动副A 和B 、B 和C 及C 和D 的轴线分别相互垂直，并均相交于十字头的中心点O 。
轴1和轴2所夹的锐角为α。
当主动轴1回转一周时，从动轴2也随着回转一周，但是两轴的瞬时角速度并不时时相等，即当轴1以角速度1ω回转时，轴2作
变角速度2ω回转。
设定轴1转角的初始位置为1ϕ，轴2转角的初始位置为2
ϕ。
经查证两轴角速度比的关系为：
1
2221
1cos sin cos αωαϕω=-
双万向联轴器是采用一个中间轴M 和两个单万向联轴器将主动轴1和从动轴2联接起来。
在传递运动中，由于主、从动轴的相对位置发生变化，两万向节之间距离也相对发生变
化，因此中间轴做成两部分用滑键联接，以自动调节中间轴长度的变化。
对于联接相交的或平行的两轴的双万向联轴器，如要使主、从动轴的角速度相等，即角速度比恒等于1，则必须满足下列两个条件：
（1） 主动轴与中间轴的夹角必须等于从动轴与中间轴的夹角，即
12αα=；
（2）
中间轴两端的叉面必须位于同一个平面内。
证明：如图2所示。
图2
先分析图2（a ）所示的双万向联轴器的左半部分，可将轴M 看作图1中的轴2，得出1
22
1cos sin cos M M αωαϕω=- 式中M ω与M ϕ表示中间轴M 的角速度和转角。
再分析图2（a ）所示的双万向联轴器的右半部分，根据第二个条件，中间轴两端叉面不许位于同一个平面内，因此中间轴右边叉位于轴1、2及轴M 的平面内，可将轴M 看作图1中的轴1，得出2221cos sin cos M M αωαϕω=
-
所以可得出结论： 12ωω=。
. 所以说双万向联轴器可以避免动载荷的产生。