传动轴的原理.pdfVIP

十字轴式万向传动轴的原理及其结构 十字轴式万向传动轴是应用于两相交轴或两平行轴之间的动力或运动的传递装置。 由于 它结柯简单、运行可靠、使用维护方便而被广泛应用于各类机械传动中。如：交通运输，建 筑工程．冶金矿山、轧钢以及军工器械等。其传避的扭矩小至几 N·m，大到几百 kN ·m，它 的结构也从单接头，双接头发展到多根联接的万向传动链。 图1是常见的双接头万向传动轴属于刚性非等速率传椭十字轴式万向传动轴。 使用于不同场台的传动轴， 其结构型式和技术性能要求也有所不同。 准确、 台理地选用 和维护传动轴，对保证机槭稳定、可靠地运行以及延长其使用寿命十分重要。 一、传动轴的运动特性 一套完整的传动轴是由不同数量的万向节以不同的联接方式组合而成。 1、单接头万向节的运动特性 图2是单接头万向传动轴的原理图。它由两个分别与主动轴和从动轴相连接的叉头与一 个轴承组成，两轴成一定的角度 β相交。 Β称为输入或输出轴的轴间折角。 由图 2可以看到，当主动轴旋转一周时，从动轴也旋转一周，因而它们的旋转周数始终 相等，即传动比始终等于 1。但是，当我们观察其瞬时传动情况时会发现，由于轴间折角的 存在，它的传动比是变化的，即当主动轴以角速度 ω1匀速转动时，从动轴由于叉子所处的 位置不同而以 ω2转动，并且随着叉子角位移 φ1的变化而变化： 2 2 2 cos / 1 cos 1 sin 1 角速度的差异必然出现二轴转角的差异 1 1 tg cos tg 2 图3为单接头万向轴的运动特性描述，从图中我们可以得出如下结论： 图1 双接头万向传动轴 （1）由于轴 f 可折角的存在 ( β≠0 ，其瞬时的传动比发生变化 (i ≠1），并以输人轴转角 的 π为周期交替变化，表明输入、输出轴之间为等周数而非等速率传动。 （2 ）轴间折角越大， 瞬时传动比变化也越大， 当轴间折角趋于 9O°时，传动比趋于零， 表明机构将会卡死， 不能传动。 （3）角位移差的存在，表明输入、输出轴之间出现异相，从而产生传动误差，降低了 两轴间的传动精度。 （4 ）从动轴角速度的变化， 必产生角加速度， 由此系统的附加惯性矩引起冲击和振动， 从而影响传动效率，降低机械及传莉轴的使用寿命。 （5）结构上的对称性，可以实现逆向传动。 2、双接头万向节和双联接万向节的运动特性 图4所示是按下列条件组合两个单接头万向节而形成的双接头十字轴式万向传动轴的结 构。其组合条件是轴同折角必须相等 β1= β2 ；中间联接轴两端叉头的轴承孔中心必须处在 同一平面内； 主，从动轴和中间联接轴的轴线必须处在同一平面内。 由图 4我们可以看到．双接头万向轴与单接头万向轴在运动特性上的区别： （1）传动过程中两个万向节的不等速性互补， 正好实现主、 从动轴之间的等速率传动， 即 ω1= ω2； （2 ）中间联接轴仍然具有不等角速度转动的特点。因而，上述的组合条件称为十字轴 式万向传动轴的等速条件。图 5是按等速条件组成的双联中心球节十字轴式万向传动轴。 图2 单接头万向节的原理 图3 单接头万向传动轴的运动特性 图4 双接头万向传动轴结构示意图 图5 双联中心球节十字万向轴 二、传动轴的主要参数与确定 1