十字轴式万向联轴器的分析和改进毕业设计论文
十字轴式万向联轴器的改进与应用
2. 2. 2 充分利用空间 ! 加大十字包回转直径
轧机
侧十字包回转直径由 710 m m 增至 724m m ! 电机侧 则根据承载能力加大到 850 m m ! 为十字包部件加大 提供了可能 !提高了承 ! 万向联轴器从 1996 年底开始
!其 使用 ! 近 3 年时间内 ! 传动接轴共发生事故 7 起 , 中断螺栓事故 4 起 % 因螺栓材质问题而产生的事故
!200
为 177. 1m m ! 轴承座高强度螺栓为 M 68! 部件承载能
2. 1. 3
轴承座 $ 叉头根部 裂 纹
由 于 叉 头$轴 承 座
尺寸较大 !形状复杂 ! 表面加工及热处理质量很难控 制 # 轴承座 $叉头根部圆角处机加工表面粗糙度与图 纸抛光要求相差甚远 ! 加工表面存在微观裂纹 ! 热处 理过程中根部过渡圆角处残余应力较高 ! 极易形成 裂纹 #
收稿日期 &2004-10-15 * 1973-+ " 男 " 山 东 寿 光 人 "1995 年 毕 业 于 东 北 重 作 者 简 介 &王 福 强 型机械学院轧钢机械专业 % 现为济钢 1700 热连轧项目部工程师 " 从 事机械设备设计与管理工作 %
图 1 原 SW Z 轴承座式联轴器结构
2. 1
1 概
况
轴器 "四辊轧机工作辊最小直径为 730m m " 实际接轴 轧辊侧与电机侧十字包回转直径均为 710 m m % 该万 向接轴承载能力只有 1225kN. m " 大大低于轧机设计 配用主传动万向接轴承载能力 % SW Z 型轴承座式联 轴器结构见图 1%
M 68
济南钢铁股份有限公司中板厂 * 简称济钢中板 厂+ 2500 四辊可逆式轧机建 于 1989 年 " 设计最大轧 制 力 为 29400kN " 所 配 两 台 直 流 电 机 功 率 为
万向节十字轴总成失效分析和设计改进
万向节十字轴总成失效分析和设计改进作者：万向钱潮股份有限公司高天安万向节（见图1）的主要作用是在不同轴线上的轴之间传递旋转转矩，它被广泛应用于各类卡车的传动轴联接轴节叉之间，通常在使用过程中万向节十字轴上的滚针轴承不是作旋转运动，而是作旋转摆动的运动，其载荷呈交变的周期变化。
本文通过对重型载车用WX0082万向节十字轴总成寿命不足失效件的失效形式、失效原因、结构参数及材料等方面采用有限元分析和性能对比等方法进行全面分析，对产品的综合性能进行了设计改进。
失效机理分析1.斜压印笔者从某公司三包服务处提供的三包退回失效件中观察到，十字轴轴颈斜压印情况比较严重，轴承套圈内壁也产生相应的压印，但深度要比十字轴轻。
经分析，安装在万向节总成上的轴承，当轴承圆周总间隙较大时，滚针易产生歪斜，致使十字轴轴颈产生与轴线倾斜一定角度的压印，当压印深度扩展较深时，滚针就不能自转，因此使摩擦阻力增大，加剧压痕的延伸。
其合适的圆周总间隙应控制在0.1～0.4mm范围内，JB/T3232中给定的圆周总间隙为不超过0.5mm。
2.疲劳剥落在传动轴摆角较小的使用状态下，万向节总成上的滚针轴承内径与十字轴轴颈在较小角度范围内反复摆动，当十字轴与轴承径向游隙随着磨损而扩大时，会导致产品载荷集中，载荷大的地方就会过早地产生疲劳压痕，从而发展成为大面积的疲劳剥落。
特别是在十字轴轴头处，由于应力集中影响，其受载部位的倒角几乎全部被啃掉，严重时会在高温状态下出现烧结现象。
3.缺油烧蚀由于在使用过程中用户不按期加注润滑油或由于万向节上的轴承密封不好，导致轴承早期失油以及防尘罩材料不耐低温，油封唇口在冬季寒冷气候下产生老化裂纹，使润滑脂早期流失。
另外，万向节总成在运行中因缺油而产生高温，使轴承与轴径咬死，致使滚针折断以及密封和防尘外罩损坏，套圈表面有烧蚀痕迹，这种失效形式均属于非正常失效形式。
4.滚针失效笔者从万向节总成失效样品中观察发现，大多数滚针表面都存在麻点、麻坑和大面积疲劳剥落，少数滚针头部被折断，少数滚针在离滚针头部1.5mm左右处存在较大麻坑和啃伤现象，滚针断裂大部分也是从此处断裂，这种情况的发生主要与轴承结构尺寸参数及圆周总间隙设计有关。
重载万向联轴器十字轴强度分析及结构优化
重载万向联轴器十字轴强度分析及结构优化付胡代;闫占辉;杨晓东;杨松【摘要】运用CATIA对重载十字轴式万向联轴器进行几何建模,利用ANSYS Workbench对十字轴进行了应力分析、变形分析,并对十字轴进行结构强度计算,分析得到危险截面的Equivalent Von-Mises Stress与理论计算值基本相符.应力分析得到十字轴应力集中出现在两个相邻轴颈间的过渡圆角处,与十字轴实际应用时发生断裂的部位一致.对轴根过渡曲线进行结构设计,优化后结果表明十字轴轴根采用双曲率型线过渡曲线结构比采用单曲率大圆弧过渡曲线时,十字轴最大等效应力和总变形量都有所降低.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P262-265)【关键词】强度;应力;ANSYS Workbench;双曲率曲线;结构优化【作者】付胡代;闫占辉;杨晓东;杨松【作者单位】长春工程学院机电学院,吉林长春130012;长春工程学院机电学院,吉林长春130012;长春工程学院机电学院,吉林长春130012;长春工程学院能动学院,吉林长春130012【正文语种】中文【中图分类】TH16;TP391;TH132摘.：运用CATIA对重载十字轴式万向联轴器进行几何建模，利用ANSYS Workbench对十字轴进行了应力分析、变形分析，并对十字轴进行结构强度计算，分析得到危险截面的Equivalent Von-Mises Stress与理论计算值基本相符。
应力分析得到十字轴应力集中出现在两个相邻轴颈间的过渡圆角处，与十字轴实际应用时发生断裂的部位一致。
对轴根过渡曲线进行结构设计，优化后结果表明十字轴轴根采用双曲率型线过渡曲线结构比采用单曲率大圆弧过渡曲线时，十字轴最大等效应力和总变形量都有所降低。
重载万向联轴器是冶金、船舶、矿山和工程机械等行业传动系统的核心组成部件，其中十字轴式万向联轴器具有传动扭矩大、效率高、传动平稳、结构紧凑以及具有较大的角度补偿能力等优点被广泛应用[1]。
重载万向联轴器十字轴的疲劳分析及结构优化
1.2.1 十字万向联轴器的研究 .................................................. 1 1.2.2 疲劳研究的发展状况 ...................................................... 2 1.2.3 联轴器疲劳问题研究的状况 ........................................... 2
1.4 本文的主要研究内容 ................................................................ 6 第二章 基于模态应力恢复的疲劳寿命预测理论 .......................................... 8 2.1 疲劳的基本概念 ........................................................................ 8
II
stress of the cross shaft is reduced by 8.4% compare with original design. The endurance life of the shaft is increased by 9.7% after the optimization.
I
Aபைடு நூலகம்STRACT
Fatigue analysis and structure optimization of heavy-duty universal couplling's cross shaft are researched in this dissertation. These theories are applied such as the kinetic theory, the fatigue strength theory and the fracture mechanics theory. Moreover, CAE technology, fracture analysis and orthogonal test are also used. Main works of this dissertation are as follows. (1) The MSC.Patran and MSC.Nastran are used to the nonlinear static analysis of the joint components. The stress distributions of the related parts are obtained. The max equivalent stress at the circular transition of the cross shaft is 693MPa. The cross shaft fatigue damage will be happen according to the analysis results. It is necessary to research the cross shaft’s fatigue life. (2) The CAE technology is used in the modal analysis of the cross shaft. The cross shaft's natural frequencies and mode shapes of the first 20 orders are obtained. The cross shaft's first 6 orders are rigid modals. The seventh order natural frequency of the cross shaft is 1326.7Hz. The covibration will not happen in the working process of the cross shaft. This suggests that the cross shaft's structure is reasonable. The cross shaft's fatigue analysis is based on the modal information of the modal analysis. (3) The MSC.Adams is used to the universal couplling's rigid-flexible coupled modeling and simulation. This work is based on the test data of the couplling's actual work condition and the modal neutral file obtained from modal analysis. These results of stress-time history could be reached from the rigid-flexible coupled analysis. The work condition information of the cross shaft's fatigue analysis is based on those load spectrums. (4) The invalidation analysis technology is applied to the fractured cross shaft's fracture analysis and metallographic analysis. The relationship between the cross shaft's fracture and fatigue is further researched. Combing with the nominal stress method, the cross shaft's fatigue life is analyzed by MSC.Fatigue software. Besides, the shaft's modal information and work condition information also be used to the analysis. The shaft's life of the forecast is highly similar to the designed life. According to the orthogonal experimental design, the key parameters of the shaft are carried on local optimization. The max equivalent
V型辊道输送机十字轴万向节的失效分析及改进
从动轴角速度最小值为 ：ω2min=ω1·cosα ２．１．２ Ｖ 型辊道输送机rpm 减速机减速比 ：u0=6.8 链条传动减速比 ：
u
z z
（主动链轮齿数 z1=14 ；从动链轮齿数 z1=21） 主、从动轴的轴间角 ：α=25°
万向节的输入角速度 ：
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中国新技术新产品 2018 NO.5（下）
工业技术
２ 十字轴万向节的失效分析
２．１ 十字轴万向节的运动特性
２．１．１ 万向节运动特性分析 十字轴万向联轴器的结构原理如图 2 所示，主动轴、从
动轴上的万向节叉 1、3 中间的十字轴 2 分别以铰链连接，当 两轴有角位移时，万向节叉 1、3 绕各自轴线回转，而十字轴 则做空间运动。
２．５ 加强监督力度，实现维护水平的提升
① 积极与施工单位、监理单位进行交流，对配网施工进
行大力监督，将责任落实到人 ；② 对新投入使用的设备进行 质量检验，保证施工质量以及设备运行质量 ；③ 通过红外测 温以及局放测试等方式，加强维护力度，替换老化设备 ；④ 对存在缺陷的设备进行及时的管理，针对不同级别的故障要 采取不同的解决方式 ；根据事情解决轻重性，安排修理申请 顺序，使配网问题设备能够得到及时的处理，也为设备的合 理运行提供保障。
对十字轴式万向联轴器强度分析及改进设计的探究
对十字轴式万向联轴器强度分析及改进设计的探究十字轴万向联轴器是一种非常普遍使用的联轴器俗，联轴器属于机械通用零部件范围，是连接原动机和工作机的重要部件，用途非常广泛，在汽车制造、工程运输、造纸机械等众多领域都有较为广泛的应用。
然而，目前十字轴式万向联轴在实际使用中经常出现折断、轴承座的连接螺栓不牢固、叉架变形和折断现象等，因此，十字轴式万向联轴器的质量亟需得到提高，本文主要对十字轴式万向联轴器出现的问题及解决对策进行分析。
2、十字轴式万向联轴器存在的问题2.1轴承座间隙松动、节叉空出现磨损和变形十字轴式万向联轴器是一种通用的传动基础零件，用来联接不同机构中的两根轴，即主动轴与从动轴，让它们可以一起旋转，进而实现传递扭矩的作用。
十字轴的受力点在十字轴的轴头处，轴承座给十字轴的压力来源由滚针轴承承担，不管是滚针、十字轴、轴承座内表面出现了损坏，都会影响轴承座间隙导致其产生松动现象。
由于节叉刚度非常差，在经过长期的工作后，节叉空就会出现磨损和变形的问题，这些都会使节叉和轴承的工作配合度降低，出现震动和冲击的现象，导致滚动体之间相互的碰撞，这样不但会让磨损处更加严重还会发出非常大的噪音。
2.2产生冲击现象法兰叉架和轴承座可以算是悬臂梁结构，轴承座内孔圆四周表面一侧承担压力而另外一侧不受力，轴承座受的力通过连接轴承座的螺栓，让螺栓承担压力，所以螺栓的承受力就非常重要。
螺栓的承受力让上轴承和下轴承接触面内出现了接触压力，如果承受力增加那么接触压力也随之增加。
所以，这种承受力的变化是随着传递扭矩的增加而增加，如果承受压力非常小，而传递扭矩非常大，那么受力侧的上下轴承座间的压力很有可能会变为零，这时上下轴承座就会产生间隙，如果扭矩减小时，间隙就会消失，这个时候就会出现冲击现象。
为了让其正常转动，与其对称的另一个轴承座就会承担更大的压力当轴承座承受不住压力时就会出现断裂的现象，这些问题会降低十字轴的使用寿命。
同时，如果螺栓的承受力太大，螺栓的拉力也会增加，这样的话螺栓会很容易被拉断，所以螺栓的承受力必须根据不同的扭矩来确定一个范围，保证上下轴承座的完全接触状态。
毕业设计(论文)-单十字式万向联轴器的加工-精品
毕业设计(论文)-单十字式万向联轴器的加工-精品一、选题背景在工程设计、机械工艺、机电制造等领域中，联轴器是一种非常重要的机械元件，联轴器的主要作用是连接两个轴，使它们在加入负载的情况下能够传递功率和扭矩。
万向联轴器则是联轴器种类的一种，广泛应用于车辆、船舶、起重机械、矿山机械等领域，同时也被应用于转动角度比较大的各种机械设备中。
单十字式万向联轴器作为一种常见的万向联轴器形式，其具有结构简单、可旋转角度大、传递扭矩大等特点，因而被广泛使用。
本篇毕业论文主要围绕单十字式万向联轴器的加工展开，通过对单十字式万向联轴器的结构设计、工装设计以及加工工序优化等方面的探究，为加工厂家提供更为科学有效的加工方案，提高单十字式万向联轴器的生产效率和质量水平。
二、结构设计（一）设计原则设计单十字式万向联轴器时需要考虑以下原则：1. 必须符合实际使用要求，能够承受预期载荷并保持长期可靠性。
2. 结构应具有较高的刚度和强度，同时应尽可能减小重量和装配尺寸。
3. 设计应简单可行，便于制造和维修。
4. 应考虑生产成本和市场需求。
（二）设计要点对于单十字式万向联轴器的结构设计，应注意以下要点：1. 轴承选型。
应根据联轴器使用的工作环境以及所承受的载荷大小来选用合适轴承。
2. 构造形式。
单十字式万向联轴器具有两个十字叉，因而其结构形式应采用左右对称或者上下对称的设计。
3. 传动效率。
在设计过程中应注意传动效率的保证，合理地安排传动齿轮的位置和数量。
4. 可拆卸性。
联轴器设计应考虑到可拆卸性，便于维修和更换部件。
（三）设计参数在设计单十字式万向联轴器时，需要明确以下参数：1. 承受载荷的大小，并根据承受的力对联轴器结构进行尺寸和材料的优化选择。
2. 螺旋角度：单十字式万向联轴器的叉臂交叉处应该保证十字叉可以自由转动，为此应该确定两个十字叉交叉处的螺旋角度。
3. 轴间距：单十字式万向联轴器的两个轴间距需要测量确定，设定其结构尺寸。
单十字万向节受力分析及结构设计
单十字万向节受力分析及结构设计摘要十字万向轴广泛的应用在低终端类型的汽车中、矿用大型设备、农业机械、轧钢机器和汽车的转向系统中，汽车的十字万向节主要包含以下几个部件：十字轴、万向节、套筒等相关零部件，万向节和十字轴之间采用的是滚针结构的轴承进行的连接；单十字万向节的可以实现传动过程中角度变换，并且在变换的过程传递汽车运行时所需的扭矩。
本次毕业设计的研究对象为比亚迪SUV中的十字万向轴作为设计原型，根据整个汽车的实际运行参数以及其中发动机、变速器等主要零部件的技术参数，对汽车中的十字万向轴进行研究分析，首先分析其在运行过程中的所受扭矩是否满足使用要求，同时对十字万向轴进行结构设计；其次根据其在使用过程中的受力情况对其进行有限元强度分析，确保整体结构的刚度满足要求；最后根据有限云分析的结果对十字万向轴进行结构优化于疲劳寿命分析，确保优化后的十字万向轴满足使用要求。
关键字：十字万向轴；有限元分析；拓扑优化；疲劳分析ABSTRACTCross universal shaft is widely used in low terminal type of automobile, large mining equipment, agricultural machinery, steel rolling machine and automobile steering system. The cross universal joint of automobile mainly includes the following parts: cross shaft, universal joint, sleeve and other related parts. The bearing of needle rolling structure is used to connect the universal joint and cross shaft; The single cross universal joint can realize the angle transformation in the process of transmission, and transfer the torque required by the car in the process of transformation. The research object of this graduation project is the cross universal shaft of BYD SUV as the design prototype. According to the actual operation parameters of the whole car and the technical parameters of the engine, transmission and other main parts, the cross universal shaft of the car is studied and analyzed. Firstly, whether the torque in the operation process meets the use requirements is analyzed, At the same time, the structure of the cross universal shaft is designed; Secondly, the finite element strength analysis is carried out according to the stress situation in the process of use to ensure that the stiffness of the whole structure meets the requirements; Finally, according to the results of the finite cloud analysis, the structure of the cross universal shaft is optimized and the fatigue life is analyzed to ensure that the optimized cross universal shaft meets the use requirements.Keywords：Cross universal shaft; Finite element analysis; Topology optimization; Fatigue analysis目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录.............................................................................. 错误!未定义书签。
十字轴万向联轴器的失效分析和结构改进
十字轴万向联轴器的结构改进董俊华（辽东学院．辽宁丹东１１８００３）摘要：根据国内外十字轴万向联轴器的生产、使用和维修等方面的情况，在分析了十字轴万向联轴器的主要失效形式的基础上，提出了其结构改进的方法。
该方法对延长十字轴万向联轴嚣的使用寿命和结构改进具有一定指导意叉和参考价值。
关键词：十字轴；联轴器；结构改进中圈分类号：ＴＨ１３９文献标志码：Ａ十字轴万向联轴器又称万向节，适用于连接轴线有一定偏斜、且其相对位置经常变化的两相交轴，以传递运动和转矩。
这种联轴器具有传递功率大、结构紧凑等优点，在汽车、拖拉机和轧钢机等传动装置中获得广泛应用，属于机械基础通用部件。
由于十字轴万向联轴器是一种空间球面四杆机构，主动轴与从动轴间可在任意方向偏斜ｎ角，通常可达３５。
～４５。
在其工作过程中，当主动轴转动１周，从动轴亦相应转动１周，但两轴的瞬时传动比在不断变化，伴随有振动、冲击等附加动载荷，再加上润滑条件不够理想。
这些都会引起十字轴万向联轴器活动连接零件问的磨损加剧，使工作状况进一步恶化。
因此，十字轴万向联轴器是易损部件，经常成为传动装置中的薄弱环节。
作者在分析了十字轴万向联轴器的主要失效形式的基础上，提出了结构改进的方法．以期能延长使用寿命。
提高传动效率和改善工作条件。
１十字轴万向联轴器的主要失效形式［１］作为产品生产的十字轴万向联轴器，若材质、加工和装配工艺符合技术要求，在正常使用条件下，一般很少发生十字轴、节叉等断裂现象。
它的失效形式主要有以下几种。
１）滚针轴承磨损无论是滚针、十字轴轴颈和轴承碗内表面的磨损，都会使轴承间隙增加而产生松晃，至使滚动体之间相互撞击，这不仅会加剧磨损，且产生较大噪声。
２）十字轴（或轴承碗）凹痕凹痕的特征如下：ａ．凹痕与十字轴轴颈母线倾斜一定角度，约为２。
～１０。
；ｂ．较深的凹痕分布在十字轴轴颈的受力侧面；ｃ．同一凹痕的深浅程度也不一样，在靠近十字轴端部的凹痕较深。
３）点蚀和剥落无论点蚀和剥落都会增加零件表面粗糙度值，使摩擦阻力上升，还会在摩擦副中混杂金属碎屑，破坏轴承正常工作。
EQ140 十字轴断裂分析+万向联轴器的有限元分析
改进措施
• 对十字轴进行改进, 将产生应力集中的油嘴孔修改 到十字轴锻坯的中间部位, 消除应力集中点。
改进后几何模型
作业2：万向联轴器的有限元 分析
学号：21204196 姓名：于硕鑫
机械强度
目录
工程背景
CENTA—FH型联轴器
有限元分析： •中间轴、十字轴 •凸缘叉
工程背景
• 某风力发电机上联接增速器与发电机 的万向联轴器。 • 风力发电机在工作过程中，由于风速 的不稳定性，联轴器的工作转速不能 够保证始终在某一固定速度下工作， 这就产生了问题：当转速较低的时候 ，要保证发电功率，则联轴器所传递 的扭矩必然增大，这样就容易造成联 轴器的静强度破坏。
后处理
• 单元最大应力 σ=63.5Mpa，而已知最大屈服极限 σs＝345Mpa，σ<σs，满足应力分布。
谢谢观赏
THANKS
机械强度
建模
网格划分
• 一共划分了 72543个实体单元，共计17375个节 点。
加载与计算
• T=P×60×103/2πn=9549P/n • 已知应用于风力发电机上的联轴器其单台发电机 额定功率为 120KW。 • 按照功率一定，最低转速时其扭矩值最大。经调 研已知风力发电机的额定转速 n=1500r/min，最 危险工况就按照额定功率下其最小转速 n=1000r/min 时计算 • T= 9549P/n=9549×120/1000=1145.8Nm • 施加扭矩 1145.8N•m。
• 对联轴器施加边界条件和载荷
后处理
• 单元最大应力 σ=236.376Mpa，而已知十字轴的最大 屈服极限σs＝345Mpa，σ<σs，满足应力分布。
建模
• 凸缘叉有限元分析
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河南质量工程职业学院毕业设计毕业设计（论文）题目：十字轴式万向联轴器的分析和改进河南质量工程职业学院毕业设计（论文）任务书摘要我毕业设计的零件为十字轴式万向联轴器。
联轴器属于机械通用零部件范畴，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。
一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接，是机械产品轴系传动最常用的联接部件。
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，它有多种结构型式，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、三销式等。
其中，十字轴式万向联轴器是应用量较大的万向联轴器。
十字轴式万向联轴器是一类容许两轴间具有较大的角位移的联轴器，适用于有较大角位移的两轴之间的连接，一般两轴的轴间角最大可达35°～45°，而且在运转过程可以随时改变两轴的轴间角，其最大特点是：具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高。
但在生产和应用的过程中，十字轴式万向联轴器存在着一系列的的问题，如轴承座螺栓断裂、十字轴断裂等。
此次设计的目的是为了对这些问题进行深入的分析，并进行合理的改进，以避免其再次出现。
关键词：联轴器，十字轴，传动效率，常规失效形式，改进方法AbstractI graduated designed components for the cross shaft universal coupling. Common areas of mechanical coupling components used to connect two different agencies in the shaft (driving shaftand driven shaft) to make it to transfer torque common rotating mechanical parts. Most of the general power machine with the help of coupling links the machine work; mechanical products most commonly used drive shaft connection parts.Universal coupling for the two-axis deflection angle or greater have a greater angular displacement of the work place,it has a variety of structural types, such as: cross-axis, ball cage, ball fork, bump-type, -ball type, ball and socket type, plunger type ball joints, three pin type and so on.Among them, the cross-axis is the application of universal couplinguniversal coupling a large amount.Cross-axis is a type of universal coupling between the two axes to allow a larger angular displacement of the coupling for a larger angular displacement of the connection between the two axes, the general two-axis angle between the axis up to35 ° ~ 45 °,but also in the running process can be changed at any time between the two axes of the shaft angle, and its most important feature:a large angle to compensate for capacity,compact, high transmission efficiency.But in the process of production and application, cross shaft universal coupling there is a series of problems, such as bearing bolt fracture, cross shaft fracture.The design goal is to these issues in-depth analysis, and makes a reasonable improvement, in order to avoid its recurrence.Keywords: coupling, cross shaft, drive efficiency, conventional failure modes, improved methods目录1 零件介绍 .......................................................... - 3 -1.1 零件介绍.......................................................... - 4 -2 十字轴式万向联轴器问题分析 .................................. - 5 -3 十字轴式万向联轴器的应用..................................... - 7 -4 零件的材料及尺寸精度 .......................................... - 8 - 4.1 零件的材料........................................................ - 8 -4.2 尺寸精度.......................................................... - 9 -5 联轴器的选用程序............................................... - 10 -6 万向联轴器的使用与保养....................................... - 12 -7 零件各部分运动分析............................................ - 13 - 7.1 十字轴式万向联轴器的单侧运动分析................................. - 13 - 7.2 十字轴式万向联轴器的双侧运动分析................................. - 14 - 7.3 十字轴式万向联轴器的传动效率..................................... - 17 - 7.4 十字轴式万向联轴器的受力分析..................................... - 17 -7.5 十字轴式万向联轴器的主要元件..................................... - 19 -8 对十字轴式万向联轴器问题的改进............................ - 23 - 致谢 ............................................................. - 24 - 参考文献............................................................ - 25 -1 零件介绍1.1 零件介绍工件名称：十字轴式万向联轴器工件简图：如图1.1所示1、3——半联轴器 2——叉形接头 4——十字轴 5——销钉 6——套筒 7——圆柱销图1.1 十字轴式万向联轴器2 十字轴式万向联轴器问题分析联轴器属于机械通用零部件范畴，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。
而十字轴式万向联轴器作为联轴器的一种，是一种通用的传动基础件，它的主要特点是可联接不在同一轴线的两传动轴系，容许两轴间具有较大的角位移，并能可靠地传递转矩和运动。
该联轴器具有承载能力高、使用寿命长、运转平稳、无噪音、轴向补偿量大、维护保养简单等优点。
主要用于轧钢机械、起重运输机械、石油钻井机械、工程矿山机械、船舶及其它重型机械。
十字轴式万向联轴器的由十字轴、十字轴轴承、中间轴、轴叉等元件组成，传递动力的中间受力元件为十字轴。
它在使用的过程中，除了发挥其重要作用外也出现着一系列的问题，这些问题可通过对十字轴、法兰叉架及轴承座的分析得出。
2.1对十字轴的分析在十字轴的每个轴头上，轴承座给十字轴的压力由滚针轴承承担，假设该力在沿轴向滚子有效接触长度上均匀分布，则在十字轴断面内，只有受力的半圈轴承滚动体承受载荷，而这半圈内各滚动体承受载荷的大小是不同的，中间的滚动体受力最大，其他的沿两侧逐渐减小，处在最两侧的滚动体受力为零（轴承座内孔的加工精度对此也影响较大）。
而十字轴的受力大小则是半圈滚动体所受力的合力。
由此，十字轴的受力可简化为大小相同、方向相反的两对力偶。
这两对力偶处于主传动与被传动轴所决定的平面内，如不计两轴的倾角，则构成两力偶的力均在十字轴轴线平面内。
通过在软件SOLIDWORKS中建立十字轴的实体模型，将实际中十字轴受到的力与力矩作用于十字轴4个轴头受力的半圆柱面上，则可显示整个十字轴的应力值分布、各部位受力后的位移以及及强度安全系数等。
分析表明，十字轴头的截面积剪切应力与扭矩完全满足要求，但是轴头根部两过渡圆角的应力值是受力中的最大值，应力梯度非常大，尤其是圆角较小处更是如此，应力集中较为明显，在交变载荷下极易产生疲劳，是裂纹和断裂产生的根源。
2.2对法兰叉架及轴承座的分析法兰叉架轴承座可看作是悬臂梁结构，轴承座根部一侧受拉应力，另一侧受压应力，其叉架根部不仅受到大小为F的力作用，还受到力矩为F×H的作用。
在此力与力矩的交变作用下，叉架轴承座与法兰连接的根部便是疲劳产生与断裂的根源。
由此，轴承座的中心高度H和轴承座根部过渡圆弧大小的结构设计对法兰叉架的强度影响很大。