万向节
各类型万向节结构和工作原理
各类型万向节结构和工作原理万向节是一种常用于传动系统中的重要机械连接件，其能够传递不同轴线间的转动和扭矩，使机械设备得以正常运转。
根据结构形式和工作原理的不同，万向节可以分为几种类型。
下面将详细介绍各种类型的万向节结构和工作原理。
1.单交叉型万向节：该类型万向节结构简单，由两个交叉连接的万向臂组成，能够实现两轴线之间的转动传递。
其工作原理为，当一轴线转动时，交叉连接的两个万向臂能够互相传递转动，使得另一轴线接收到相同的转动。
然而，该类型万向节只能传递转动，不能传递扭矩。
2.双交叉型万向节：该类型万向节在单交叉型万向节的基础上进行改进，增加了一个相交于交叉臂的交叉臂，使得其能够实现扭矩的传递。
双交叉型万向节由两个交叉连接的万向臂和一个固定在交叉臂上的转动轴组成。
其中，两个交叉连接的万向臂能够互相传递转动和扭矩，固定转动轴上的另一端也能够接收到同样的转动和扭矩。
这种结构能够更加灵活地传递转动和扭矩，但相对于单交叉型万向节而言，其结构更加复杂。
3.球面摆线型万向节：该类型万向节由两个接触面形状为球面的弹性圈组成，能够实现转动和扭矩的传递。
其工作原理为，当一轴线转动时，弹性圈能够在球面上滚动，使得另一轴线能够接收到相同的转动和扭矩。
球面摆线型万向节的结构相对简单，但由于在高速和载荷下容易产生滑动，所以通常适用于低速和小载荷的传动系统。
4.滑动型万向节：该类型万向节由内外套组成，内套和外套之间通过滑动副连接，能够实现转动和扭矩的传递。
其工作原理为，当一轴线转动时，内套和外套之间的滑动面能够相对滑动，使得另一轴线能够接收到相同的转动和扭矩。
滑动型万向节能够承受大扭矩，但由于滑动副需要润滑，所以需要定期维护。
这些不同类型的万向节在机械传动中起到了重要的作用，能够满足不同工况下的传动需求。
在选择使用万向节时，应根据具体工作条件和要求，选择适合的结构和类型，以确保传动系统的正常运转和性能。
万向节拆装实训报告
一、实训背景万向节是汽车传动系统中重要的部件之一，主要负责将发动机的动力传递到驱动轮，保证车辆行驶的稳定性。
本次实训旨在通过对万向节的拆装操作，使学生深入了解万向节的结构、工作原理及拆装技巧，提高学生的动手能力和维修技能。
二、实训目的1. 熟悉万向节的结构和类型；2. 掌握万向节的拆装方法和步骤；3. 了解万向节维修的基本原则和注意事项；4. 培养学生的动手能力和团队协作精神。
三、实训内容1. 万向节的结构和类型万向节主要由叉形轴、十字轴、轴承、密封件等组成。
根据万向节的结构和工作原理，可分为以下几种类型：（1）球笼式万向节：采用球笼结构，具有良好的等速性能和自锁性能。
（2）十字轴式万向节：采用十字轴结构，具有较好的等速性能和自锁性能。
（3）球叉式万向节：采用球叉结构，适用于较小角度的传动。
2. 万向节的拆装方法以球笼式万向节为例，介绍其拆装方法：（1）拆卸步骤：1）用专用工具拆卸卡环，取出万向节；2）用扳手拧下万向节螺母，取下万向节；3）用专用工具拆卸轴承盖，取出轴承和密封件；4）用清洗剂清洗万向节和轴承，检查磨损情况。
（2）安装步骤：1）涂抹适量润滑脂于轴承和密封件；2）将轴承和密封件安装到万向节上；3）将轴承盖安装到万向节上，并拧紧螺母；4）将万向节安装到车上，调整角度，安装卡环。
3. 万向节维修注意事项（1）拆卸过程中，注意保护万向节和轴承，避免损坏。
（2）安装时，确保万向节和轴承的清洁度，避免灰尘和杂质进入。
（3）拧紧螺母时，力度要均匀，避免损坏螺纹。
（4）检查万向节和轴承的磨损情况，必要时更换。
四、实训过程1. 实训准备实训前，学生需熟悉万向节的结构和类型，了解拆装方法和步骤。
教师讲解实训要点，发放实训材料。
2. 实训操作学生分组进行实训，按照拆装步骤进行操作。
教师巡回指导，解答学生疑问。
3. 实训总结实训结束后，学生总结实训经验，撰写实训报告。
五、实训心得通过本次实训，我深刻认识到万向节在汽车传动系统中的重要性。
万向节工作原理
万向节工作原理
万向节是一种机械传动装置，也称为万向传动。
它由两个万向关节组成，可以实现传递转动运动或扭矩的能力，并且可以在不同角度下进行传递。
万向节的工作原理如下：
1. 第一个万向关节通过一个轴连接到驱动源，例如发动机或电动机。
这个关节被称为输入端。
2. 第二个万向关节通过另一个轴连接到输出装置，例如传动器或轮轴。
这个关节被称为输出端。
3. 输入端和输出端的两个万向关节通过一个中间轴相连，这个轴通常被称为传动中心线。
它允许两个关节相对于彼此旋转，从而实现转动运动的传递。
4. 当输入端的轴产生转动运动时，它通过第一个万向关节传递到传动中心线上。
5. 由于第二个万向关节与传动中心线相连，输入端的转动运动会通过传动中心线传递到输出端的轴上。
6. 由于万向关节的设计，它可以在各种角度下传递转动运动。
这使得万向节成为一种非常灵活的机械传动装置，可以适应各种复杂的传动要求。
总的来说，万向节通过两个万向关节和一个传动中心线，使得转动运动可以在不同角度下传递。
这种工作原理使得万向节在
众多领域中得到广泛应用，例如汽车传动系统、机械装置和工业机械等。
万向节
万向节所谓万向节，指的是利用球型连接实现不同轴的动力传送的机械结构。
万向节，是汽车上有一个很重要的部件。
万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。
在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。
万向节配合(Universal Joint Mate)在万向节配合中，一个零部件（输出轴）绕自身轴的旋转是由另一个零部件（输入轴）绕其轴的旋转驱动的。
万向节即万向接头，英文名称universal joint，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。
万向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。
为满足动力传递、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间常用万向节相连。
但由于受轴向尺寸的限制，要求偏角又比较大，单个的万向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动，加剧机件的损坏，产生很大的噪音，所以广泛采用各式各样的等速万向节。
在前驱动汽车上，每个半轴用两个等速万向节，靠近变速驱动桥的万向节是半轴内侧万向节，靠近车轴的是半轴外侧万向节。
在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要进行连接。
汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装的位差等，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此在后驱动汽车的万向节传动形式都采用双万向节，就是传动轴两端各有一个万向节，其作用是使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等。
等速万向节的英文名称是constant velocity universal joint，我想这不多不少会是大家将CVD和万向节相混淆的原因吧。
万向节 结构
万向节结构
摘要：
1.万向节的定义和作用
2.万向节的结构组成
3.万向节的类型及应用领域
4.万向节在传动系统中的重要性
5.万向节的优缺点分析
6.万向节的发展趋势与展望
正文：
万向节，又称万向接头，是一种连接两个轴并允许它们之间存在角度偏差的重要传动元件。
广泛应用于各种工程机械、汽车、摩托车等传动系统中，具有出色的角度传动性能。
一、万向节的定义和作用
万向节是一种能够实现两个轴之间角度传动的装置，主要作用是在不同轴之间传递动力，同时允许轴之间存在一定的角度偏差。
这使得万向节在实际应用中具有较高的传动效率和稳定性。
二、万向节的结构组成
万向节主要由以下几部分组成：内套、外套、十字轴、滚针轴承和油封。
其中，内套与外套之间的配合间隙以及滚针轴承和十字轴的配合间隙，对于万向节的传动性能起着关键作用。
三、万向节的类型及应用领域
根据结构特点和功能，万向节可分为球笼式、球叉式、V 型等多种类型。
不同类型的万向节在传动性能、承载能力和使用环境等方面具有各自的特点，因此适用于不同的应用领域。
四、万向节在传动系统中的重要性
万向节在传动系统中的作用不可替代，它能够实现轴之间的角度传动，使得传动系统具有更强的适应性和可靠性。
此外，万向节还能够承受较大的轴向和径向载荷，减小传动系统的振动和噪音。
五、万向节的优缺点分析
万向节的优点包括：角度传动性能好、承载能力高、适应性强等。
然而，它也存在一定的缺点，如传动效率相对较低、容易磨损、需要定期维护等。
六、万向节的发展趋势与展望
随着科技的进步和工程技术的不断发展，对万向节的性能要求越来越高。
万向节的材料
万向节的材料
万向节是一种能够传递动力和转动的机械装置，它通常由两个轴连接在一起，
并且可以在不同的角度下进行转动。
万向节的材料选择对于其性能和使用寿命具有重要影响，下面我们将介绍一些常见的万向节材料及其特点。
首先，常见的万向节材料之一是钢材。
钢材具有较高的强度和硬度，能够承受
较大的扭转力和冲击力，因此在一些要求较高的工业领域中得到广泛应用。
同时，钢材具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，能够保证万向节的使用寿命和稳定性。
其次，铝合金也是常见的万向节材料之一。
铝合金具有较轻的重量和良好的导
热性能，能够减轻整个装置的重量并且有利于散热，适用于一些对重量和散热要求较高的场合。
此外，铝合金具有良好的加工性能，能够满足一些特殊形状和结构的要求。
另外，塑料材料也在一些特定的场合中被应用到万向节中。
塑料材料具有较轻
的重量和良好的耐磨性，同时还具有良好的隔热和隔音性能，能够满足一些特殊环境和要求。
然而，塑料材料的强度和硬度相对较低，对于承受较大扭转力和冲击力的场合使用受到一定限制。
除了上述材料外，还有一些复合材料和特种材料被应用到万向节中，以满足一
些特殊的使用要求。
这些材料通常具有较高的性能和稳定性，但是成本相对较高，适用于一些对性能要求较高的领域。
综上所述，万向节的材料选择应根据具体的使用要求和环境条件来进行，钢材、铝合金、塑料材料以及特种材料都具有各自的特点和适用范围。
在实际应用中，需要综合考虑各种因素，选择最合适的材料，以确保万向节的性能和使用寿命。
万向节的工作原理
万向节的工作原理
万向节是一种机械装置，它允许物体在三维空间中进行旋转运动。
它的工作原理基于万向铰链的运动机制，可以在多个方向上进行旋转。
万向节通常由三个旋转轴组成，分别是X轴、Y轴和Z轴。
其中，X 轴和Y轴都可以绕Z轴旋转。
这种设计使得物体可以在三维空间中的任意方向上进行旋转，从而提供更多的自由度。
具体来说，万向节的工作原理如下：
1.X轴和Y轴的旋转：X轴和Y轴分别固定在一个轴承上，这个轴承又固定在固定轴上，通常为Z轴。
X轴和Y轴上分别有一个旋转环，通过一个万向节齿轮连接，使得X轴和Y轴能够独立地绕着固定轴旋转。
2.Z轴的旋转：Z轴通常是固定的，作为整个万向节的基准轴，不会进行独立旋转。
通过这种设计，当物体需要在三维空间中进行旋转时，可以通过控制X轴和Y轴的旋转来实现。
X轴的旋转控制物体在水平方向上的旋转，而Y轴的旋转控制物体在垂直方向上的旋转。
这样，物体可以在任意方向上进行旋转，实现全方位的运动。
万向节在机械工程中有广泛的应用，尤其在航天器、飞机和汽车等领域。
它使得这些工程能够在多个方向上进行旋转，满足不同的运动需求。
另外，万向节也常用于摄影和拍摄设备中，可以使相机在任意方向上调整角度和拍摄角度。
总结起来，万向节的工作原理是通过固定一个旋转轴，其他两个轴可以绕着固定轴独立地进行旋转。
这种独立旋转的机制使得物体可以在多个
方向上同时进行旋转，提供更多的自由度。
这种设计使得万向节在机械工程中能够广泛应用，满足不同的旋转运动需求。
万向节工作原理
万向节工作原理
万向节是一种用于传递力矩和旋转运动的机械装置。
它由一个十字形或一字形的连接件和四个球体轴承组成。
其中两个球体轴承连接到输入轴上，另外两个连接到输出轴上。
当输入轴旋转时，球体轴承将其旋转力矩传递给连接件。
连接件上的两个球体轴承与输出轴上的两个球体轴承相连，在连接件的作用下，输出轴也会开始旋转。
万向节的工作原理是利用球体轴承的特性，使得输入轴旋转的力矩能够平稳传递到输出轴上。
球体轴承能够在多个方向上旋转，因此可以允许输入轴和输出轴之间在不同的角度下工作。
此外，万向节还可以使得输入轴和输出轴之间具有一定的弯曲能力。
当输入轴和输出轴不在同一条直线上时，连接件可以弯曲，使得输入轴和输出轴能够保持相对静止位置而不断连接。
因为万向节能够在多个方向上旋转，并且具有一定的弯曲能力，所以它被广泛应用于汽车传动系统、航空航天设备、机械工程等领域。
它可以有效地传递力矩和旋转运动，并且适应多种工作角度要求。
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摘要现代经济型轿车大都采用前轮驱动的布置型式，等速万向节是其中的关键部件之一。
目前，汽车传动系统中使用最多的是球笼式和三枢轴式等速万向节连接在一起组成的等速驱动装置。
由于等速万向节结构复杂、加工制造精度高、难度大，目前我国主要是引进国外专用设备生产，投资费用很大。
为此，国家将等速万向节列为重点扶持的汽车关键零部件项目之一。
本文以国内某厂家发动机前置前驱动轿车等速驱动轴中的球笼式等速万向节和三枢轴式万向节为研究对象，利用三维重构技术建立等速万向节的三维实体模型，继而应用理论计算、试验测量相结合的手段，围绕等速万向节内部接触应力展开了研究。
关键字：等速驱动轴，球笼式等速万向节，赫兹接触理论ABSTRACTThe modern economical car adopts the pattern of assigning of front-wheel drive mostly,and the constant velocity universal joint is one of the key components among them.At present the constant velocity driving device which is composed of ball basket constant velocity universal joint together with constant velocity universal joint with pivot is used by automobile transmission system mostly.Because the structure of constant velocity universal joint is very complicated,process the precision of making is high,and difficulty of making is large.Our country introduces foreign special-purpose device mainly at present,it is very expensive to make the investment.For this reason,our country have regard constant velocity universal joint as one of the key part project to support especially.The ball-cage type and the three pivot shaft type constant velocity joints of theconstant velocity drive shaft on the F-F type car of a certain domestic factory wereregarded as research objects.The 3D models of the constant velocity joints werebuilt by using 3D re-created technology,then the finite element models of theconstant velocity joints were built by using ANSYS software,then the authorcarries out the study on the inner contact stress of the constant velocity joints bymeans of the connection of the finite element analysis,theoretic calculation and thetest. Keywords：The Constant V elocity Drive-shaft;The Ball-cage Type Constant V elocity Joint;Hertz Contact Theory第1章绪论1.1 万向节的应用在机械领域里，有一个很重要的基础件，称为万向节。
它是连接轴与轴之间的联轴节，主要应用在两个轴之间不同轴或不同心的场合。
与其它的齿轮传动、带传动、链传动机构相比，万向节传动机构有着独特的、其它机构不能代替的优点，当需要将一根轴上的扭矩或传动以较大的轴间夹角传到相距较远、且角度可能变化的另一根轴时，往往只能选择万向节传动机构来实现。
其作用在航空航天、机床、机械、尤其是汽车领域非常重要。
随着汽车工业100多年的发展历史，万向节的结构形式也得到了很快的发展。
汽车是一个运动的物体，上面任何轴线不共线且位置相对变化的转轴之间的动力传递均须通过万向传动装置相连。
在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要万向节进行连接。
汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装位置差异，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，这也需要万向节来连接。
同样，越野车变速器与分动器之间，前驱动的可转向驱动桥与半轴之间，都需要这个万向节做“关节”。
各种应用如图1-1所示：图1-1万向节在汽车上的各种应用1.2万向节简介万向节很早就出现在人类的生活当中了，早在1300年的钟楼建筑中已经有万向节的雏形。
真正成型的万向节是英国物理学家（Robert Hook）在1663年制造的一个铰接传动装置，虎克把这种装置称为“万向节”，因为它能实现万向传动。
经过了几百年的发展，时至今日，各种各样的能够实现万向传动的万向节已经被广泛地应用到很多传动系中，特别是汽车传动系中。
目前，常用的万向节大体可以分为四类：十字轴式刚性万向节、准等速万向节、等速万向节、挠性万向节。
1.2.1十字轴式刚性万向节在各种万向节中，使用最为广泛的是十字轴式刚性万向节，又称为叉式万向节。
十字轴式刚性万向节结构简单、强度高、耐久性好，生产性高，生产成本较低，且传动可靠，效率较高，目前允许两传动轴之间的交角一般为15°~20°，在连接角较小时大都使用这种万向节。
因其成本较低，且传动可靠，普遍应用于各类汽车的传动系中。
其缺点是不等速，并且当连接角较大时，转速的波动很大，从而引起传动系统的振动和噪声，特别是在四轮驱动汽车中，由于驱动轮系的增加，万向节使用的数量比较大，问题尤其突出。
结构如图1-2所示：图1-2十字轴式刚性万向节1.2.2准等速万向节①双联式万向节双联式万向节(图1-3)是由两个十字轴式万向节组合而成。
为了保证与两万向节连接的轴工作转速趋于相等，可设有分度机构。
双联式万向节的主要优点是允许两轴间的夹角较大(一般可达50°，偏心十字轴双联式万向节可达60°)，轴承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。
缺点是结构较复杂，外形尺寸较大，零件数目较多。
当应用于转向驱动桥时，由于双联式万向节轴向尺寸较大，为使主销轴线的延长线与地面交点到轮胎的接地印迹中心偏离不大，就必须用较大的主销内倾角。
②凸块式万向节凸块式万向节(图1-4)，就运动副来看也是一种双联式万向节。
它主要由两个万向节叉1和4以及两个特殊形状的凸块2和3组成。
两凸块相当于双联式万向节装置中两端带有位于同一平面上的两万向节叉的中间轴及两十字销，因此可以保证输入轴与输出轴近似等速。
这种结构工作可靠，加工简单，允许的万向节夹角较大(可达50°)。
但是由于工作面全为滑动摩擦，所以效率低，摩擦表面易磨损，且对密封和润滑要求较高。
它主要用于中型以上越野车的转向驱动桥。
图1-3双联式万向节图1-4凸块式万向节1－左万向节叉2－左凸块3－右凸块4－右万向节叉③三销轴式万向节三销轴式万向节（图1-5）是由双联式万向节演变而来。
它主要由两个偏心轴叉、两个三销轴和六个滚针轴承组成。
三销轴式万向节允许所连接的两轴最大夹角45°，易于密封。
但其外形尺寸较大，零件形状较复杂，毛坯需要精确模锻。
由于在工作中三销轴间有相对轴向滑动，万向节的两轴受有附加弯矩和轴向力，所以主动轴一侧需装轴向推力轴承。
这种结构目前用于个别中、重型越野车的转向驱动桥(1)。
图1-5三销轴式万向节1.2.3等速万向节①球叉式万向节[3]球叉式万向节按其钢球滚道形状不同可分为圆弧槽和直槽两种形式。
圆弧槽滚道型的球叉式万向节结构较简单，可以在夹角不大于32°～33°的条件下正常工作。
直槽滚道型球叉式万向节加工比较容易，允许的轴间夹角不超过20°，在两叉间允许有一定量的轴间滑动。
圆弧槽型球叉式万向节主要应用于轻、中型越野车的转向驱动桥中。
直槽型球叉式万向节主要应用于断开式驱动桥中，当半轴摆动时，用它可补偿半轴的长度变化而省去滑动花键。
具体结构如图1-6所示。
球叉式万向节的缺点是只有在传力钢球与滚道之间具有一定的预紧力时，才能保证同步传动的特性，使用过程中，随着磨损的增加，预紧力逐渐减小。
一旦预紧力消失，两轴叉之间便发生轴向窜动，传动的同步特性即遭破坏。
（a）圆弧槽滚道型(b)直槽滚道型图1-6球叉式万向节②球笼式万向节球笼式等速万向节（亦称球笼式万向联轴器）如图1-7所示，是一类容许两相交轴间有较大角位移的联轴器，它是目前应用最为广泛的等速万向节。
球笼式等速万向节主要由钟形壳、星形套、钢球和保持架（亦称球笼）构成。
钟形壳的内径球面与保持架的外径球面组成一个转动定心球面副；保持架的内径球面与星形套的外径球面也组成一个转动定心球面副。
两个球面副的球心重合于两轴轴线的交点。
钢球一般为六个，相应地，保持架有六个周向腰鼓形槽，以在其轴向方向夹持六个钢球。
在钟形壳的内径球面上，周向等分地开有六个环面内槽；在星形套的外径表面上，也周向等分地开有六个窝面外槽。
它们分别与六个钢球共轭接触，以传递运动和扭矩。
钟形壳一般通过螺栓与驱动轴（或被驱动轴）连接；星形套通过花键与被驱动轴（或驱动轴）相连接。
环面的轴线偏离两轴轴线的交点（球面副的球心），钟形壳、星形套环面的轴线偏心量应相等。
环面的素线是一段圆弧。
环面的母线是不完整的半椭圆曲线。
因为在传递扭矩过程中，钢球既和钟形壳相接触又同时和星形套接触，同一个钢球的角速度ω相等，因此ω钟=ω球=ω星，就是说固定端具有同步等速性。
这种等速万向节无论转动方向如何，六个钢球全都传递转矩，它可在两轴之间的夹角达35°～37°的情况下工作。