万向节与传动轴技术发展综述
传动轴发展
传动轴发展传动轴发展一背景汽车是最普通的代步、运输工具，许多国家均将汽车工业作为其重要的支柱产业。
面对资源和环境的严峻挑战，推进汽车轻量化以降低油耗，一直是汽车工业发展的主题。
复合材料因具有加工能耗低, 轻质高强 , 可设计性强 , 耐锈蚀 , 成型工艺性好等优点 , 成为汽车工业以塑代钢的理想材料。
汽车用材料在经历了通用塑料、工程塑料时代之后 , 20 世纪九十年代进人复合材料时期。
通用汽车公司 1953 年生产的世界上第一辆复合材料汽车车身汽车Chevrolet Corvette ，敲开了复合材料在汽车领域的应用，自推出此款车型以来通用汽车公司目前已销售130 余万辆，此款车型采用的是玻璃纤维增强树脂复合材料。
汽车复合材料的应用主要经历了两个时期：在20 世纪70 年代开始，由于SMC 材料的成功开发和机械化模压技术以及模内涂层技术的应用，促使玻璃钢/复合材料在汽车应用的年增长速度达到 25％，形成汽车玻璃钢制品发展的第一个快速发展时期；到 20 年代 90 年代初，随着环保和轻量化、节能等呼声越来越高，以 GMT （玻璃纤维毡增强热塑性复合材料）、 LFT （长纤维增强热塑性复合材料）为代表的复合材料得到了迅猛发展，主要用于汽车结构部件的制造，年增长速度达到 10～ 15％，掀起第二个快速发展时期。
作为新材料前沿的复合材料逐步替代汽车零部件中的金属产品和其它传统材料，并取得更加经济和安全的效果。
据统计，汽车用复合材料已占全球复合材料总量的 23% 以上，并且成逐步上升的趋势。
美国、日本、欧洲的德国，意大利等发达国家是车用复合材料的主要国家，全球汽车用增强塑料制品的市场规模为每年454 万吨，其中美国达到 172 万吨，欧洲达到 136 万吨。
目前，德国每辆汽车平均使用的纤维增强塑料制品近 300kg，占汽车总消费材料的 22% 左右，日本每辆汽车平均使用的纤维增强塑料制品达 100kg，约占汽车材料消费总量的 7.5% 。
第5章 万向节与传动轴设计
3）将传动轴做成空心的（无缝钢管或1.5～3mm厚的 薄钢板卷焊）
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提高传动轴动平衡的方法
传动轴两端点焊平衡片
❖扭转强度 应保证有足够的扭转强度, 轴管的扭转切应力应满足
c
16 DcT1
( Dc4
d
4 c
)
c
300 MPa
36
37
38
2n
按驱动轮打滑 来确定
按日常平均使 用转矩来确定
TSS1
G2m2 i0imm
rr
TSF1
Ft rr i0immn
TSS2
G1m1 rr 2i m m
TSF 2
Ft rr 2i mm n
静强度计算时, 计算载荷TS取TSe1和TSS1 （或TSe2和TSS2 ）的较小 值；
进行疲劳寿命计算时, 计算载荷TS取TSF1或TSF2。
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十字轴万向节构造
• 万向节叉 十字轴、套筒、轴承盖
万向节叉
套筒
十字轴
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速度特性
当叉轴1以等角速度
1旋转，A点的瞬
时线速度可求:
A= 1r=
2rcos
2> 1
当叉轴1转过900后，
B点的瞬时线速度可
求:
B= 1rcos =
2r
2<
1
不等速性
14
不等速性曲线图
15
准等速万向节
2.双联式万向节
0
1
f
d1 r
2 tan
( 25时)
❖通常约为97%～99％
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三、球笼式万向节设计
Rzeppa型球笼式万向节设计
假定六个传力钢球均匀受载，则钢球的直径 可按下列经验公式确定:
万向节和传动轴设计
万向节和传动轴设计1.引言万向节是一种能够在不同角度传动转矩和旋转动力的机械零件，主要用于在非直线传输轴或传动系统中实现旋转传动。
传动轴则是将功率从原动机传递到负载的一种传动装置。
在机械设计中，万向节和传动轴的设计至关重要，因为它们直接决定了传输系统的力学性能和运动传动的效率。
本文将详细介绍万向节和传动轴的设计原理及其在实际工程中的应用。
2.万向节的设计原理和应用万向节的设计原理基于其能够在多个平面上旋转，如X、Y和Z轴，从而实现非常灵活的角度传输。
万向节通常由两个旋转连接部分组成，具有两个旋转轴。
其中一个旋转轴称为输入轴，另一个旋转轴称为输出轴。
两个旋转轴的交点称为万向节的中心。
通过合理设计万向节的结构，可以实现不同的角度传输和旋转。
万向节广泛应用于汽车工业、航空航天、船舶和机械制造等领域。
在万向节的设计中，需要考虑以下几个方面：1)承受的转矩：根据传动系统的需求，确定万向节需要承受的转矩大小。
这个参数将直接影响到万向节的尺寸和材料选择。
2)角度范围：确定万向节需要实现的角度传输范围。
这个参数将决定万向节的结构设计。
3)装配空间：根据实际的装配空间限制，确定万向节的尺寸和形状。
3.传动轴的设计原理和应用传动轴是将原动机的动力传递到负载的一种传动装置。
传动轴的设计原理基于承受和传递转矩的难度及传输效率的要求。
在传动轴的设计中，需要考虑以下几个方面：1)轴材料的选择：根据传动系统的要求，选择合适的轴材料。
常用的轴材料有铁、钢和铝等。
材料的强度和刚度是选择的重要考虑因素。
2)圆整度和平行度：传动轴的圆整度和平行度对传动的效率和平稳度有很大影响。
在轴的制造过程中，需要保证其圆整度和平行度的要求。
3)轴的结构设计：根据传动系统的要求，确定轴的结构设计。
包括轴的直径、轴的长度、轴的形状等。
传动轴广泛应用于各种机械传动系统中，如汽车变速器、工业机械和机床。
在设计传动轴时，需要综合考虑功率传输、转速、扭矩、材料的选择和轴的结构设计等因素，以满足传动系统的要求。
万向节传动系统的研究及应用
万向节传动系统的研究及应用万向节传动系统是一种常用于工业机械和汽车等领域的能够传递转动力的装置。
它由多个万向节组成，可实现大角度旋转传动，因其性能优越，在各个领域得到广泛的应用。
一、万向节传动系统的结构及工作原理万向节传动系统的主要结构是由连接轴、万向节、传动轴和带座等其中部件组成。
连接轴的两端各连接一个万向节，传动轴连接了两个万向节，万向节通过带座相互连接，形成一个完整的传动系统。
在工作过程中，当连接轴和传动轴的角度需要在较大范围内变化时，万向节传动系统的作用就体现出来了。
根据万向节的结构，当两个万向节间的角度变化时，两个万向节各自会发生一定程度的三维转动，从而可以实现大角度的旋转传动。
二、万向节传动系统的发展历史及应用领域万向节传动系统由来已久，早在文艺复兴时期，达芬奇就利用万向节传动实现了一种具有较大转动角度的机械手臂。
如今，万向节传动系统已成为工业机械、汽车、军工、航空和航天等行业中常用的传动装置。
它被广泛应用于以下领域：1、轴承装置在机械制造中，一些气动启动器的运动状态需要采取万向节传动，同时在航空和航天制造领域中经常采用万向节接头来使航空器得以为不同方向的运动提供动力。
2、汽车汽车中的万向节传动系统被用于驱动轮间使车轮能够转动. 同时，在汽车的悬挂系统中也会使用万向节传动来保证车轮的角度和车架的角度之间的匹配，从而保证车轮的方向和车架的方向相同，使整个车辆的转向更加稳健。
3、工业机械万向节传动系统在喷嘴和各类测量器上的应用便是鲜明的例证。
这些行业需要倍数较高且角度不断动态变化的运动模式，这就需要万向节传动系统，可以完美保证它们的运动过程及角度。
三、如何应用万向节传动系统？选购万向节传动系统时，需要通过下列方面考虑：扭矩、扭曲角度、轴向和向心载荷、静荷载、轴向强度等。
同时也要考虑维护方便和经济效益。
在实际使用中，应对万向节传动系统有一定的认识，了解其结构和对应的使用环境，这样才能够实现最优化的运用。
万向节和传动轴设计
§4-6 中间支承结构分析与设计
1.开式：单式复式2.闭式：万向节被密封于管内，管承受驱动轴反力（独立悬架采用）
应合理选择CR，避免共振
§4-6 中间支承结构分析与设计
中间支承固有频率
感谢阅读
感谢阅读万向节：圆弧槽型球叉式万向节：传动夹角小于33°，磨损快，用于轻中型越野车转向驱动桥；直槽滚道型球叉式万向节：传动夹角小于20°，可以略微伸缩，用于断开式驱动桥
三、等速万向节
2.球笼式万向节：Birfield型球笼式万向节（RF节）：承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便，应用最广泛，用于独立悬架转向驱动桥靠近转向轮一侧。
一、单十字轴万向节传动
2.转矩变化若T1为常数，则
一、单十字轴万向节传动
3.附加弯曲力偶矩变化1）1=0°，180°时，则T2'= T1sinα，最大；2）1=90°，270°时，则T1'= T1tgα ，最小；因此，主、从动轴受到周期作用的附加弯曲力偶矩，其周期比主动轴转速大一倍（π），在主从动轴支承上引起周期性变化的径向载荷（振动）。
三、等速万向节
2.球笼式万向节：伸缩型球笼式万向节（VL节）：外滚道为直槽，可伸缩，省去滑动花键，结构简单，效率高；用于独立悬架转向驱动桥靠近主减速器一侧。
四、挠性万向节
特点：能减小扭转振动、动载荷、噪声结构简单，不用润滑用于两轴间夹角不大（3～5°），轴向位移小的场合
四、挠性万向节
用途：轿车三万向节传动中的靠近变速器的第一节；重型汽车发动机与变速器之间；越野车变速器与分动器之间，以消除制造安装误差和车架变形对传动的影响。
二、准等速万向节
2.凸块式万向节 特点：相当于双联式万向节，工作可靠，加工简单，允许的夹角较大（50°），工作面为全滑动摩擦，效率低，易磨损，对密封和润滑要求高。 用途：多用于中型以上越野车转向驱动桥。
传动轴行业现状及未来发展思路-概述说明以及解释
传动轴行业现状及未来发展思路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下内容：传动轴作为机械传动系统的核心元件之一，扮演着将引擎动力传递到车轮的关键角色。
传动轴行业作为汽车行业的重要组成部分，一直以来都在不断发展演变。
本文将通过对传动轴行业现状及未来发展思路的研究，旨在探讨该行业的市场规模、增长趋势、主要竞争对手和市场份额，并提出相应的技术创新、产品升级、市场拓展和合作发展的思路，以期为传动轴行业的可持续发展寻找更多机遇和契机。
目前传动轴行业的市场规模逐渐扩大，随着汽车市场的不断增长，对于传动轴的需求也在逐年上升。
同时，随着技术的不断进步和创新，传动轴的性能、质量和可靠性也在不断提升，满足了消费者对于汽车驾驶的安全性和舒适性的要求。
然而，传动轴行业仍面临一些挑战。
首先，市场竞争激烈，主要竞争对手众多，各家企业之间的市场份额竞争激烈。
其次，技术创新的速度仍然不够快，产品升级和改进的空间有限。
此外，市场拓展和合作发展也是制约传动轴行业进一步发展的重要因素。
因此，为了推动传动轴行业的持续发展，我们需要加强技术创新，积极推动产品升级，提高产品质量和性能。
同时，我们还需要加强市场拓展和合作发展，寻找更多的合作伙伴，拓宽销售渠道，提高市场份额。
综上所述，传动轴行业具有广阔的市场前景和潜力，但也面临着一系列的挑战。
通过不断的技术创新和市场拓展，相信传动轴行业在未来会取得更大的发展，为整个汽车行业的发展做出更大贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分主要介绍了本文的大致框架和内容安排，下面将对各个部分进行简要介绍。
1. 引言部分：在引言中，我们将对传动轴行业的背景和重要性进行概述，介绍传动轴在各个领域的应用和发展现状。
同时，我们也会说明本文的结构和目的，从而引导读者对文章内容的理解和阅读。
2. 正文部分：本文的主要内容将分为两部分。
2.1 传动轴行业现状：在本节中，我们将详细分析传动轴行业的市场规模和增长趋势。
传动轴国内外发展现状
传动轴国内外发展现状在国内市场发展方面，中国汽车市场规模不断扩大，汽车销量稳步增长。
这为传动轴行业提供了广阔的市场需求和发展空间。
据中国汽车工业协会数据显示，2019年中国汽车产销量达到了2571.11万辆，同比增长0.8%。
汽车销量增长的背后，对传动轴的需求也在不断增加。
传动轴生产企业积极扩大产能，提高生产效率，以满足市场需求。
传动轴技术不断创新和提升。
随着汽车动力系统的不断发展，传动轴在结构设计、材料选用、制造工艺等方面都有了重大改进。
传动轴的结构形式从传统的实心轴、中空轴发展到可以调节长度的伸缩式传动轴。
这种结构设计可以有效适应车辆在运动过程中的变化，提高传动效率和稳定性。
同时，传动轴采用了更轻量化的材料，如高强度合金钢、铝合金等，以减轻整车质量，提高燃油经济性。
在制造工艺方面，采用了更先进的电子控制技术和自动化生产设备，提高了传动轴的加工精度和质量稳定性。
环保和节能要求的提高也推动了传动轴行业的发展。
随着全球对环境保护和能源消耗的关注度不断提高，对于汽车动力系统的要求也越来越严格。
传动轴作为汽车动力系统的重要组成部分，对其节能减排性能有着更高的要求。
因此，传动轴生产企业积极研发和应用新型技术，如双离合器传动系统、纯电动汽车传动系统等，以提高传动效率和减少能量损失。
此外，传动轴制造过程中也采用了更环保的工艺和材料，以减少对环境的污染。
国际市场的开拓是中国传动轴行业发展的重要方向。
随着中国汽车制造业的崛起，中国传动轴产品的质量和技术水平得到了国际市场的认可。
许多中国传动轴生产企业开始向海外市场拓展，并与国外企业进行技术合作和品牌合作。
这些举措有助于中国传动轴企业树立国际形象，提高产品的竞争力和市场份额。
同时，也促进了国际市场上传动轴行业的发展。
传动轴行业在国内外都取得了重要的进展和发展。
随着汽车市场的不断扩大和升级，传动轴的需求与日俱增。
传动轴技术的创新和环保要求的提高为行业发展提供了新机遇和挑战。
第四章万向节和传动轴设计
第四章万向节和传动轴设计一、引言万向节和传动轴是机械传动系统中重要的组成部分，它们的设计对于传动系统的正常运行和高效性能起着决定性的作用。
本章将从万向节和传动轴的基本原理、设计要点以及选材等方面进行探讨。
二、万向节的基本原理和分类万向节是将两个或多个轴相互连接并能够进行相对转动的装置。
它主要通过万向节的柔性连接来解决传动系统中因轴间相对偏斜而引起的传递不平稳、受力不均等问题。
万向节一般由内外球面、轴承和套筒等组成，常见的万向节分类有钢球万向节、十字接头万向节和常温万向节等。
钢球万向节广泛应用于工程机械和汽车等领域。
它通过钢球与内外球面的接触来实现传递扭矩，具有承载能力强、传动平稳等特点。
十字接头万向节主要应用于船舶、起重机等场合，它通过两个十字绞杆的连接来实现传递扭矩，具有承载能力大、传动效率高等特点。
而常温万向节则主要应用于高速高温场合，它通过金属软管的连接来实现传递扭矩，具有抗高温、耐腐蚀等特点。
三、万向节的设计要点（一）轴间角度设定轴间角度是万向节设计的重要参数，它直接影响万向节的传动性能。
在设计时需要根据实际需求和传动方式来确定轴间角度，通常轴间角度在5°~35°之间。
（二）轴间相对偏斜轴间相对偏斜是万向节设计中需要重点考虑的问题。
在实际应用中，轴间的相对偏斜会导致万向节产生额外的旋转变形、较大的径向力和不平稳传动等问题。
因此，在设计时需要合理控制轴间相对偏斜，通常限制在1°以内。
（三）轴向长度万向节的轴向长度是指万向节两个连接轴之间的距离。
轴向长度的设计需要考虑到传递扭矩的大小、工作环境的限制以及安装方式等因素。
四、传动轴的设计要点（一）强度和刚度传动轴的设计需要满足一定的强度和刚度要求，以保证传递扭矩时不会产生过大的变形和振动。
根据传动轴的传动功率和转速等参数，可以通过强度校核和刚度计算等方法来确定传动轴的尺寸和材料。
（二）传动性能传动轴的传动性能包括传动效率、噪声和振动等方面的考虑。