1、和受力特性不了解,只能通过近似的方法来解决,结果令人不甚满意本课题在前人工作的基础上,深入研究该机构各个部分各个瞬时的受力,对明确该机构的运动特性,加快国产化进程均具有重要的意义模型分析三球销的三个钢球传递扭矩,为非对称机构其扭矩与力的关系如图所示,关系式为式中扭矩钢球所受的力,假设为刚臂,各点为弹性约束,弹性系数为,为各点周向变形,各点变形后的转角相等由虚位移原理解得非对称结构受扭,扭矩必须作用于扭心扭矩作用于扭心,对物体只产生扭转,不产生弯曲由于两轴存在夹角,其瞬时转动中心与轴心不重合向轴作投影,可解得当时通过扭心的情况当≠≠时不通过钮心的情况≠≠在两轴存在夹角时,值不相等必须先确定三个钢球的瞬时扭心,并求得瞬时转动中心和瞬时转动半径,以此计算出钢球的圆周力在图中为轴心,为瞬时扭心,分别为三个钢球中心,为三个支臂,为瞬时半径,为偏心距,为偏心距位置角令由余弦定理可解得偏心距瞬时半径受力分析钢球的周向力和径向力如图所示,钢球在三销架上因扭矩产生周向力其中由于瞬时半径与转轴半径不重合,则径向力。其中夹角的计算为始终可得同理三销架上的受力钢球的周向力必须垂直于三柱槽的方向即垂。
2、由最大逐渐减少到最小，半径也由椭圆的短半轴逐渐变化为长半轴，所以又由最大变为最小。与情况致。由此可知，由此可知，随着和的变化而变化当时，随的变化而变动加大，最大值出现在，时，其值为而最小值出现在，时，其值为三球销式等速万向节有三个球环，而每个球环的间隙值角度值变化规律都相同，只是每个球环较前球环超前而已。图为三个球环在，时的变化规律。考虑到三个球环相互约束时，对万向节总成其作用的实际圆周间隙角度值应为三球环间隙的最小值，既图所示三条曲线的最低部分。由图形可知，在，时，万向节总成实际圆周间隙值共出现次波动，其中最大值为，最小值为轴的设计及校核轴的设计轴的材料轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较小，所以广泛使用。常用的碳素钢钢，最常用的是钢。为保证其力学性能，应进行调质或正火处理。不重要的或受力较小的轴以及般传动轴可以使用钢。合金钢具有较高的机械强度，可淬性也较好，可以在传递大功率并要求减少质量和提高轴颈耐磨性时采用。常用的合金钢有和等。等速传动轴及其总成质量检验等速传动轴及其总成组装后运动灵活，且无异常声响。等速传动轴及其总成密封罩内填注含的锂基润滑。
3、法向量与向量平行，则，，那么为，，，，，，夹角为则沿向量方向上的间隙为由此式可以看出，在个滚道中，由于运动方向的改变，间隙时随着转角和摆动角度的变化而变化的，其中随摆角变化最大，随转角变化最小。可以说输入转速恒定，输出转速不恒定。所谓等速万向节只不过是在摆角较小时可以实现输入与输出的近似等速。所以三球销式等速万向节的实际用摆角范围般在到之间。同理，如果将间隙的公式变为三球销转动角度既心轴转角由图可以看出即为与摆角的关系式，只需得到向量和的表达式即可。假设向量的单位为，则假设向量的单位向量为，在平面和平面的交线上，即为平面和平面法向量的叉积。由图可得，平面的单位法向量为则整理得那么代入式得该公式为与和的关系式，根据计算结果可知，由式式所得计算结果在以内几乎完全致。这也从另个侧面证明了等速万向节的等速性。所以在分析圆周间隙时，只需考虑三球销相对三柱槽壳的圆周间隙与转角和摆动角度之间的关系。把式代入式得式就是任意条件下单个球环与三柱槽壳滚道德相对间隙计算式。由式可看出，该间隙除了与和有关，还与和有关。单个球环圆周间隙角度分析上述分析计算中，仅给出了圆周间隙弧长计算公式。而在实际生产中检验间隙时多使用角度值来评价间隙大小。当球环存在转角和摆角时，球环的运动轨迹为椭圆，等于除以该点的椭圆半径而椭圆半径又随着和摆角的变化而变化。下面对这问题进行讨论。如图所示，为球环转角为，摆角为时，球环中心椭圆运动轨迹上的点。由于间隙较小，可近似等于除以向量。
4、三销轴卡簧槽截面曲率半径，三销架三销轴中心圆半经，万向节的计算转矩，每列滚针数三柱槽壳内腔圆锥面与轴线夹角三销架轴毂曲率中心至三销架中心的距离，挡圈外径计算增量，三球销式万向节轴向伸缩量，滚针长度加长值，挡圈板厚,ε球环与三柱槽壳沟道配合间隙，ε三销架与三柱槽壳内腔最大径的间隙，ε三销架轴毂与三柱槽壳内腔最小径的间隙，ε球环与三销架三销轴凸台得间隙，ε滚针伸缩量计算值，ε卡簧与卡簧槽配合的过盈量，ε滚针间总间隙，三销架材料的屈服极限，三销架材料的许用弯曲应力，球环和滚针球环的结构如下图，是典型的堆成型外球面结构。由此，它和滚针结构主参数的设计计算如下球环外球面径球环外球面径可按下式计算式中在此取，有本题选择系列，所以球环宽度球环宽度可按下公式计算所以球环宽度球环外球面中心位置球环的外球面般设计成对称结构，显然，其曲率中心至端面的距离为所以滚针直径滚针直径可根据三柱槽壳最大外径值的大小取标准值，当时，。滚针长度滚针长度可按下式计算，式中计算所得应接近的标准值。取球环滚道直径球环滚道直径可按下式计算首先应确定三销架三销轴直径值，由于三销架三销轴直径近似等于球环外球面径的半。而三销架的主要失效形式是三销轴轴颈在轴肩处得弯曲强。
5、脂，注脂为其空间等速传动轴及其总成在的轴向力作用下，轴向窜动量不大于等速传动轴及其总成的旋转间隙应不大于等速传动轴及其总成的许用工作角度应符合下表规定类型许用工作角度中心固定型等速传动轴为为半轴最小直径等速传动轴总成的最小静扭破坏强度应符合下表规定。中间半轴公称直径最小静扭强度注中间轴公称直径指半轴最小直径等速传动轴及其总成的扭转疲劳强度应满足汽车技术要求。等速传动轴及其总成的密封性能试验应满足耐疲劳。耐高温低温的要求外观质量要求金属零件不允许有毛刺锐边折叠裂纹锈蚀等缺陷，加工表面不许有磕碰伤，非加工表面应除净氧化皮，外露的安装表面应涂覆防锈剂。涂覆表面涂层应均匀，无气泡，漏涂，划痕等缺陷。半轴材料此处选高频淬火至探伤应无裂纹三球销式等速万向节的受力分析三球销式等速万向节图,是种新型的万向节它具有结构简单体积小润滑好散热快承载能力大和工作可靠等优点,在国内外被广泛地应用于汽车的前后驱动轴上特别在采用轻量化设计以及在布置上比较困难的中小排量轿车上应用的更多但是,长期以来,对于这机构,人们向来重视它们的工艺性能使用寿命等实际应用方面的问题,至于理论方面的研究则很少见到国内家汽车制造厂在进行轿车国产化时,因为对该机构的运动规律。
6、圆周间隙角度分析上述分析计算中，仅给出了圆周间隙弧长计算公式。而在实际生产中检验间隙时多使用角度值来评价间隙大小。当球环存在转角和摆角时，球环的运动轨迹为椭圆，等于除以该点的椭圆半径而椭圆半径又随着和摆角的变化而变化。下面对这问题进行讨论。如图所示，为球环转角为，摆角为时，球环中心椭圆运动轨迹上的点。由于间隙较小，可近似等于除以向量方向上球环外壁点到的距离得到。圆周间隙角度值为由式可知，与的大小无关。当时，圆周间隙角度值变化规律般情况下，三球销式万向节实际实用的摆角范围多为。当，，时，的变化规律如图所示由图可知，对于单个球环，当时，由于球环运动轨迹为半径的圆形轨迹，间隙值在变化时保持不变，所以始终为，等于,符合实际情况。当时，从逐渐增大，球环在滚道中滑动的同时还要沿三销架做轴向滑动，保持不变，而回转半径逐渐增大，故逐渐减小，当时出现最小值，此时由于摆角的存在，球环的运动轨迹已经由原来圆形轨道变成椭圆轨道，切线方向也由圆切线方向变成了椭圆切线方向，当转角由变化到，圆周间隙值在切线方向逐渐增大到最大，而半径由椭圆的长半轴逐渐变为短半轴，所以当转角时，为最大值。当从到时，圆周间隙值。
7、度不足，造成疲劳失效。为提高抗弯曲强度，轴颈的取值应略大于球环外球面径的半，可按下式近似计算。此处取每列滚针数每列滚针数可按下式初步确定式中因为为自然数所以取平均间隙和总间隙在满装滚针轴承的设计中。若滚针直径节圆直径和滚针数已知，则滚针间的间隙ε为εε若已知滚针数和节圆上每组相邻两滚针间的平均间隙，即可得滚针总间隙ε为ε平均间隙和总间隙ε可按表所列的范围控制应该指出的是，在计算确定三销架三销轴直径和球环滚道直径时，应参照表所列数据，根据ε式核算ε，如ε值过大或过小，可多次改变滚针组节圆直径和数量，直到满足表要求为止。三柱槽壳三柱槽壳的截面形状如图所示，其结构主参数可进行如下的设计计算沟道直径由于球环在三柱槽壳沟道内既滚动又滑动，显然，球环与三柱槽壳沟道是间隙配合，所以，三柱槽壳沟道直径可按下式公式计算ε当时，ε当时，ε。此处取ε。内腔最大径考虑到三柱槽壳应有定的壁厚，般壁厚取为宜，所以，三柱槽壳内腔最大径可按下式计算沟道中心圆直径球环在三柱槽壳沟道内的位置如图所示，是三柱槽壳截面中心，为球环和沟道中心，是三柱槽壳内腔最大径与沟道的交点。现对沟道中心圆直径进行求解在中，而在中，因此有经整理得三柱槽壳沟道中心圆直径为位。
8、方法，推导出系列计算公式，并给出常见的个尺寸系列三球销式万向节产品的标准化，系列化设计结果。关键词三球销式万向节球面滚轮式万向节结构主参数标准化系列化设计计算符号说明球环宽度，球环外球面曲率中心至端面的距离，三销架宽度，三销架三销轴中心至端面的距离，三柱槽壳沟道中心圆直径，球环外球面径球环滚道直径，三柱槽壳内腔最大径，三柱槽壳内腔最小径，三柱槽壳内腔圆锥面与大端面交点直径，挡圆内径，三柱槽壳沟道直径，卡簧内径，滚针组节圆滚针中心圆直径，三柱槽壳最大外径，卡簧钢丝直径，三销架三销轴直径三销架三销轴顶端球面径，三销架轴毂直径，三销架三销轴卡簧槽直径，三销架三销轴凸台直径，挡圈外径，挡圈圆柱面外径，滚针组节圆滚针中心圆上每相邻两滚针间的平均间隙，挡圈总高度，卡簧开口宽度，三柱槽壳内腔最大径与沟道交点至球环端面的最小距离，三柱槽壳内腔最小径与沟道交点至球环端面的最小距离，三销架三销轴轴肩凸台平面至三销架中心的距离，三销架三销轴凸台高度，球环直径系数三销架宽度系数三柱槽壳内腔圆锥面轴向长度，三销架三销轴卡簧槽外端至凸台距离，三销架三销轴卡簧槽宽度三柱槽壳沟道轴向长度，滚针长度，三销架三销轴中心圆半径，三销架三销轴毂曲率半径,三销架。
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【毕业设计】汽车球面滚轮式等速万向节设计
