万向联轴器毕业设计
万向联轴器毕业设计
目录
第一章绪论 (1)
1．1 前言 (1)
1．2万向联轴器作用 (2)
1．3万向联轴器的种类及特点 (2)
1．3．1 特点： (2)
1．3．2 种类： (2)
1．3．3 结构： (3)
1．4 课题目的和要求: (3)
1．4．1课题 (3)
1．4．2 设计技术要求与数据 (4)
第二章万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (4)
2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (4)
2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (4)
2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (4)
2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (5)
2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (5)
2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (6)
2．3万向节十字轴设计原则 (8)
2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (8)
2．3．2按表面应力设计十字轴 (9)
2．4轴承的寿命计算 (9)
2．4．1轴承的动扭矩 (9)
2．4．2轴承的寿命计算 (10)
2．5 法兰叉头 (10)
2．5．1 法兰叉头的作用 (10)
2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (10)
2．5．3 叉头根部应力 (10)
第三章万向轴的结构设计 (12)
3．1概述 (12)
3．2 十字轴总成游隙结构设计 (12)
3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (12)
3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (12)
3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (13)
3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (13)
3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (14)
3．4．1十字万向轴标准 (14)
3．4．2 十字万向联轴器的选型 (15)
第四章主要零件的工艺分析 (16)
4．1 法兰叉头零件分析 (16)
4．1．1 零件的作用 (16)
4．1．2 零件的工艺分析 (16)
4．1．2建立数字模型 (17)
4．2确定数控加工工艺方案 (17)
4．2．1划分数控加工工步 (17)
4．2．2选择加工设备 (17)
4．2．3选用加工刀具 (17)
4．2．4 确定切削用量 (18)
4．2．5设计数控程序 (18)
4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (18)
4．2．7 设计数控程序加工路线 (18)
4．2．8设计数控程序刀具路径 (18)
4．2．8 后置处理 (19)
4．2．9加工仿真及程序校验 (19)
4．2．10数控系统轨迹模拟 (19)
4．2．11程序传输和运行 (19)
第五章结语与展望 (20)
谢辞 (21)
参考文献 (22)
第一章绪论
1．1 前言
UOE钢管应用范围十分广阔，不仅应用于铺设长距离高压输油气管线，并且已经扩展到以气体，液体作为推动力输送矿石、谷物、石油、煤炭。在工程建设中用于海底隧道，海底打桩，防坡堤及海上采油平台等，在其它领域还用于高压容器，机架外壳等。
市场与效益分析（ANALYSIS OF MARKET AND RETURNS）
国内市场分析：UOE钢管的市场十分广阔，据国家“十一五”规划，到2010年我国新建原油、天然气、成品油、煤浆管道总长度近40000公里，共需UOE钢管约3000万吨。我公司已先后在西气东输支线、内蒙长呼天然气输送管线、长包管线、靖边扩能管线、惠州壳牌石化工程部分管线、胜利油田石油输送管线、东海大桥等重大管线工程中中标，共销售UOE钢管5万吨，实现销售额3.5亿元。
国际市场分析：国际上，俄罗斯、土库曼斯坦及中东地区国家进入中国的油气资源将通过海底管道输送到韩国、日本等对能源需求量较大的国家，预计全球总需求量将在16000万吨左右，可以说市场十分广阔。目前国际上在建的几条大型天然气管线项目中，除采用了德国和日本的UOE钢管外，也大量采用了我们公司的产品。如伊朗国家天然气（NIGC）主持修建的4000多公里的天然气管线的干线管中，我们公司作为国内唯一通过资格预审的投标人，最终力挫日本钢管厂与德国欧洲钢管公司一举中标。目前我们已经发出近7.5万吨钢管，并一次性全部通过国际监理机构SGS的验收，获得了NIGC的大力好评，在行业内稳稳占据了重要一席。此前我们也陆续往巴基斯坦、阿联酋、加拿大和美国出口了大量钢管，实现出口总额近6000万美元。
UOE钢管轧制工艺流程图如图1-1、1-2、1-3所示，轧制中连轧管机和脱管机中的主动夹棍的的运动均由电机、联轴器、变速箱、齿轮箱和十字轴万向联轴器驱动，如图1-4所示.
图1-1 UOE钢管轧制工艺流程示意图
图1-2 UOE连轧管机示意图
图1-3夹棍的工作示意图
图1-4 主动夹棍的传动系统
十字轴式万向联轴器是一种最常用的联轴器。利用其结构的特点能使不在同一轴线或轴线折角较大或轴向移动较大的两轴等角速连续回转，并可靠地传递转矩和运动。能广泛应用于冶金、起重、工程运输、矿山、石油、船舶、煤炭、橡胶、造纸机械及其它重机行业的机械轴系中传递转矩。
联轴器是联接原动机与工作机的重要部件，它的损坏将导致机器的停顿，甚至波及到整条作业线，因此对其可靠性的要求相当高。但是，十字轴式万向联轴器所处的条件又往往是很苛刻的，例如：在轧机传动中，由于所联接的轧辊的直径有一定限制，因而联轴器的回转直径也相应受到限制，轧制过程中的实际转矩往往接近联轴器的疲劳转矩，稍有不当还会超出，这种过载现象如频繁出现，就会大大降低疲劳寿命，从而使之过早失效或损坏。另外，十字轴式万向联轴器空间几何位置的要求也较高，如有不当，就会出现附加转矩，这些附加转矩也会降低其寿命并影响其传输效率。对于大型联轴器来说，由于维修技术不到位和平衡系统调整不当，也会带来相当于转矩级别的附加载荷或者更大，有的甚至使十字轴折断。因此，对于这样一个核心设备，要有周全的技术控制，以确保其寿命。
1．2万向联轴器作用
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。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
1．3万向联轴器的种类及特点
1．3．1 特点：
万向联轴器最大的特点是具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般≤5°-45°之间。万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。
1．3．2 种类：
万向联轴器有多种结构型式，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、三叉杆式、三球销式、铰杆式等，最常用的为十字轴式，其次为球笼龙，在实际应用中根据所传递转矩大小分为重型、中型、轻型和小型。
1．3．3 结构：
（1）：十字轴式
如图1-1所示，它由两个叉形接头1、3，一个中间联接件2和轴销4(包括销套及铆钉)、5所组成；轴销4与5互相垂直配置并分别把两个叉形接头与中间件2联接起来。这样，就构成了一个可动的联接。这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角(夹角α最大可达35°～45°)，而且在机器运转时，夹角发生改
图1-1 十字轴式
变仍可正常传动；但当过大时，传动效率会显著降低。
这种联轴器的缺点是:当主动轴角速度ω1为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内(ω1cosα≤ω3≤ω1/cosα)变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成对使用(右图<十字轴式万向联轴器b>)，但应注意安装时必须保证轴、轴与中间轴之间的夹角相等，并且中间轴的两端的叉形接头应在同一平面内(右图<双万向联轴器>)。只有这种双万向联轴器才可以得到ω3 =ω1 。
（2）：球笼式
球笼式万向联轴器是通过球笼外环和星形内环分别与主、从动轴相联，传力钢球的中心都位于通过联轴器中心的平面内，并装在由球形外环和星形内环外球面凹槽组成的滚道中，两个球面的中心与万向联轴器的中心重合，为了保证所有钢球中心都在两轴轴线间夹角的平分面上，钢球装于球笼内，从而保证了联轴器主、从动轴之间的夹角变化时，传力点能始终位于夹角的平分线上，因此，球笼式万向联轴器主、从动轴间的传速得以保持同步。传动方式可采用滑动传动，也可采用滚动传动。采用滑动传动时，为了缓冲和减振，在球臂和传力臂上安装有聚合物缓冲套3。当采用滚动传动时，则在球臂和传力臂上将原装有的缓冲套3改装为滚动件，同时，在球头和臼座之间亦将原装有的缓冲垫改为滚动件，以适应刚性传动的需要。传动的通用部件，而且也可用于高速传动。该万向联轴器适用范围广泛，尤其是适合于大倾角、径向尺寸受限制工况条件的轴系传动。
图1-2 球笼式万向联轴器
图1-3 球笼式万向联轴器结构示意图
（3）：球铰式
图1-5球铰式
1．4 课题目的和要求:
1．4．1课题
设计用于宝钢UOE焊管线上下夹送辊的SWC250整体叉头十字轴万向联轴器。要求根据该产品的特点,完成该产品的零件设计计算和机械结构CAD等任务。
1．4．2 设计技术要求与数据
（1）设计的数据
1.公称扭矩31.5KN/m，疲劳转矩为16KN/m，轴线折角≤10°。
2.连接法兰的回转直径为250mm,DH短伸缩焊接式。
3.主电机功率250KW,送辊转速n=80rpm，送辊最小直径Dmin=400mm。
4.使用寿命5000h.
（2）设计的技术要求
1.主要适用于低速、重载工况条件。
2.为保证主、从动端的同步性，十字轴式万向联轴器采用双联式。
第二章万向联轴器的运动学分析和动力学分析
2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析
2．1．1 十字万向联轴器结构总成
十字轴式万向联轴器主要由法兰叉头、十字轴总成、焊接叉头花键轴和花键轴套组成，如下图所示。
图2-1 十字轴式万向联轴器
1法兰叉头 2十字轴总成 3花键轴 4花键套 5焊接叉头
2．1．2 十字万向联轴器受力分析
（1）十字轴的受力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。通过在强大的实体设计及分析软件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（如图，R1、R2），应力梯度非常大，尤其是圆角较小的R1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）法兰叉架及轴承座的受力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。轴承座内孔圆周表面一侧承受压应力，一侧则不受力。轴承座受的力通过连接轴承座的螺栓，使得螺栓承受拉应力，因此，螺栓的预紧力就显得尤为重要。螺栓的预紧力使得上轴承座与下轴承座接触面内产生接触压力，随着预紧力的增大，接触压力也上升。这种预紧力的变化随传递扭矩的增大而增大。如果预紧力较小，而传递扭矩过大，则受力侧的上下轴承座间压力可能下降为零，这时上下轴承座间将出现间隙，而扭矩减小时，间隙会消失，从而产生冲击，而此时为保证传动，与其对称的另一轴承座将会受到很大的力而率先导致疲劳断裂，这对十字轴的使用寿命是极为不利的。另一方面，如果螺栓的预紧量太大，螺栓的拉应力也随着增大，螺栓极易被拉断。所以螺栓的预紧量应根据不同的扭矩确定合适的一个范围，保证上下轴承座的完全接触状态。
2．2十字轴式万向联轴器运动分析
2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析
字轴式万向联轴器的结构原理如图所示，主、从动轴上的轴叉1、3与中间的十字轴2分别以铰链联接，当两轴有角位移时，轴叉1、3绕各自固定轴线回转，而十字轴则作空间运动，十字轴轴头在轴叉1、3轴承孔作摆动。
图示2-2 十字轴式万向联轴器结构简图
1.3－叉轴 2－十字轴
图示2-3 万向联轴器传动关系图
当两轴的轴间角不等于零时，任一瞬时主动轴转角与从动轴转角如图示2-2。在垂直主动轴1的平面上投影，主动轴叉上A点的轨迹为一实际大小的圆，从动轴叉上B点的轨迹为一椭圆。由于OB垂直于OA，因此，当主动轴叉转过∮1，在投影面上AO点转至A‘点，BO点转至Bl‘点，O’Bl‘与。‘A‘仍保持垂直关系，即∠B0O′Bl′=∮1。而从动轴叉上B实际转角∮2，可将OB1所在平面转过角α使与OA所在平面重合，此时OB1成为OB1"，B1"点所对中心角∠OB1"即为从动轴转角?2，由几何关系可得:
tg?2=tg?1/cosα (2-1) 式中：α－轴1与轴2的夹角≤10°。
?1、?2－主、从动轴的转角。
由上式可知主、从动轴的转角之比与轴间角α有关。
两轴的转角差△?可用下式表示： △?=?2-?1=arctg 121cos )cos 1(?αα?tg tg +-……………(2-2) 图示2-4 主、从动轴角速度比值与主动轴转角关系
根据设计要求，两轴的轴间角α≤10°，故可将上式改写成：
△?=arctg(
122sin 4?α)……………………(2-3) 当主动轴转角?1=45°时，两轴的转角差达到最大值，近似地可用下式表示： △?max =α2/4 rad ……………（2-4）
由式（2-1）可得出主、从动轴之间的角速度关系式：
W 2=s rad /cos sin 1cos 122?αα-……………(2-5) 当?1=0°或180°时，从动轴角速度达到最大值w 2max =w 1/cos α。当?1=90°
或270°时，从动轴角速度降至最小值，w 2min =w 1·cos α。从动轴角速度的波动情
况还可用转速不均匀系数δ表示： δ=ααtg w w w ?=-sin 1min 2max 2……………（2-6） 图示2-5为从动轴转速不均匀系数与轴间角的关系，主动轴等角速度回转时，从动轴因转速波动而产生的角速度为： ε=21221212)cos sin 1(22sin 2sin sin ?α?αα-=w dt dw …………………（2-7）
图示2-5 从动轴转速不均匀系数与轴间角的关系
由上式可知从动轴的角加速度也是随主动轴转角?1周期性地变化，当?1=0、90°、180°和270°时，ε2=0，而当转角?1位于使主、从动轴角速度相等，即?1=?2时，从动轴的角加速度ε2达到最大值。由于从动轴角速度波动将引起冲击和扭转波动。因此，单万向联轴器不宜用于转速高、惯性大，轴间角大而要求传动平稳的轴系。
2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析
为了消除单万向联轴器从动轴转速周期性波动，可以将两个单万向联轴器串联而成为双万向联轴器，如图2-6所示。根据式(2一1)，利用投影关系可得主、从动轴与中间轴的转角关系式:
tg ?1=tg ?3·cos α1 tg ?2=tg ?3·cos α2
得： tg ?1/ tg ?2= cos α1/ cos α2
式中：?1、?2、?3――主动轴、从动轴和中间轴的转角
α1 、α2――主、从动轴分别与中间轴的轴间角。
图2-6 a)主、从动轴线相交 b)主、从动轴线平行
当α1 =α2时，?1=?2，由此可使主、从动轴间没有转角差，消除了主动轴等速回转而从动轴转速变速波动的现象。为此，绝大多数场合下，双万向联轴器在安装时必须满足以下三个条件:
1）中间轴与主、从动轴的轴间角α1 、α2应相等;
2）中间轴两端轴叉应位于同一平面内;
3）主、从动轴和中间轴三轴的轴线应在同一平面内。
图示2-7 a ）Z 型布置--平移调整 b ）W 型布置—角向调整
在联轴器运转过程中，主、从动轴需要相对移动时，为了满足上述三个条件，应根据轴线位移的性质，确定相应的布置形式，对于要求平行位移的线，应采用图2-6a 的Z 型布置，对于要求有角位移的轴线，宜采用图2-6b 的W 型布置，如若中间轴与主、从动轴的轴间角不相等，即α1≠α2，或三轴的轴线不是位于同一平面时（图2-7），就不能保持主、从动轴同步转动，此时，主、从动轴的转角差和从动轴的转速波动现象与各轴线的相对位置有关。
a)ZZ 型 b)WW 型 c)ZW 型 d)WZ 型
图2-8 双万向联轴器主、从动轴的空间布置形式
主动轴与中间轴在空间的轴间角γ1可用下式表示：
tg γ1=1212βαtg tg +………………(2-8)
同样，从动轴与中间轴在空间的轴间角γ2的关系式：
tg γ2=2222βαtg tg +………………(2-9)
以上两式中：α1、α2――主、从动轴与中间轴在垂直面上的夹角；
β1、β2――主、从动轴与中间轴在水平面上的夹角。
设: tg φ1=tg α1/tg β1………………(2-10a)
tg φ2=tg α2/tg β2………………(2-10b)
式中：φ1、φ2――主、从动轴在垂直中间轴平面内与水平面的夹角。 在垂直中间轴平面内，主从动轴之间的轴间角θ与轴线之间的空间布置有关（图2-9）。
图2-9 WZ 型主、从动轴轴线的空间关系
1－主动轴 2－从动轴 3－中间轴
对ZZ 型和WW 型
θ=φ1-φ2………………………………（2-11a ）
对ZW 型和WZ 型
θ=180°-φ1-φ2………………………（2-11b ）
参照式（2-3），对双向联轴器，当主、从动轴与中间轴不在同平面时，主、
从动轴的转角差表达式为： ??????+?++=?）θ?γ?γ?90(2sin 42s 432231in arctg ……………（2-12） 对不同的布置方式，式中的θ分别用式（2-11a ）或式（2-11b ）代入。由式（2-12）可知，主、从动轴轴线与中间轴轴线为空间布置时，即使γ1=γ2，由于θ≠0，主从动轴间仍有转角差。转角差随3?而变，当 ??????+?+?+=））θθγγ?90(sin 90(2cos /222213arctg ……………………（2-13） 转角差达到最大值。如设γ1= γ2= γ，此时当θ=90°，因?3=45°，因而使转角差达到极大值
[]2909045(2sin 90sin 422max γγ?=???????+?+?+?=?）arctg …………（2-14） 与单万向联轴器最大转角差近似（2-4）比较，主、从动轴不在同一平面时，
使主、从动轴的转角差增大一倍。
2．3万向节十字轴设计原则
2．3．1按弯曲强度设计十字轴
利用材料力学方法，对十字轴按有外壳包围的悬臂梁(固定梁)承受弯曲载荷的情况来计算轴颈直径这一主要结构参数，如图2一10所示:
图2-10 十字轴的轴颈直径
十字轴所采用的材料为20CrMnTi,其材料力学性能如下：
抗拉强度ζb (MPa)：≥1080
屈服强度ζs (MPa)：≥835
伸长率δ5 (%)：≥10
断面收缩率ψ (%)：≥45
冲击功Akv (J)：≥55
冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69
硬度：≤217HB
I-I 面的弯矩M I-I ， M l-I =F ·a=W b ·δs ………………………………(2－15)
转矩: T=F ·2R …………………………………(2－16) 由上述两式求得从动轴十字轴轴颈上得受力最大值:
s d a F δπα?=?332
cos …………………………………（2-17）
从式（2-16）、（2-17）可求得：
33cos 16cos 32b b R T a F d δαπαδαπ????=??=………………（2-18） 60835cos1081π2671163=?????= 2．3．2按表面应力设计十字轴
利用赫兹理论，可以计算滚动体（滚针或滚子）与十字轴轴颈的表面接触应力，其公式如下所示：
бH =270
[]H r d d b p σ≤???
? ??+11………………………（2-19） 式中：b －滚针或滚子的有效接触长度mm
dr －滚针和滚子的直径mm;
D －十字轴轴颈mm;
P －滚针或滚子的直径mm ；
P=
z F 08.4 F －轴承上径向载荷N ；
Z －每排滚针或滚子数目;
[]H σ—许用接触应力N/mm 2，一般取[]H σ=2000～2400 N/mm 2
。 十字轴是万向联轴器的主要零件之一，在传递最大扭矩时其十字轴轴颈不应发生弯曲疲劳损坏。
十字轴在传递扭矩时受集中载荷，如图所示，其中危险断面的弯曲应力为： )(324411i I I d d FSd -=-πσ（Mpa ）…………(2-20) 式中：F －十字轴轴颈的作用力（N ）
R －作用力半径
d －十字轴直径
d1－十字轴I-I 断面处直径
S －作用力至I-I 断面距离
di －十字轴中心孔直径，di=8mm
图2-11 十字轴
2．4轴承的寿命计算
2．4．1轴承的动扭矩
轴承的动扭矩是万向联轴器轴承座的动载荷与轴颈有效范围传动旋转轴轴矩之乘积。
Ti=fc ×Lz 7/9×z 3/4×dz 29/27×2R ×10-6KN ·M …………(2-21)
式中：fc －取决于轴承型式的系数（此处取fc=95）
Lz －滚柱与滚面间接触线长度（mm ）(Lz=2000mm)
Dz－滚柱直径（mm）;
Ti－轴承的动扭矩（KN·m）。
2．4．2轴承的寿命计算
Lh=1.5×
3/ 10
7
1
10??
?
?
?
?
?
m
i
T
T
nβ
……………（2-22）式中：Lh－使用寿命（h）
N－万向联轴器转速，（n=100rpm）
β－联轴器工作倾角≤10°，（β=5°）
Ti－轴承的动扭矩，按（2-21）式计算；
Tm=联轴器工作时的平均扭矩，取Tm=0.65×Tn=0.65×71=46.15(KN·m）通过（2-22）式得出使用寿命为5000h。
2．5 法兰叉头
2．5．1 法兰叉头的作用
法兰叉头的法兰底座与减速机(或等速机)输出轴的法兰接座的法兰及工作端的法兰接座的法兰通过端面键或端面齿相啮合并用螺栓紧固达到可靠地联接，从而实现万向联轴器传递动力和运动的目的。
万向联轴器在使用一定时间之后往往发生法兰叉头的法兰从端面键或螺孔所对应的法兰外缘撕开,裂纹不断向法兰内部延伸直至法兰叉架被破坏。所以法兰叉架的厚度,即法兰轴向截面的确定，在法兰叉架的材质、工艺确定之后, 在法兰的设计中是极为重要的。
2．5．2叉头轴孔部位的应力计算
最大应力………………………………(2-25) 式中：
F—叉头所受集中载荷(N)
—叉头轴承孔直径(mm)
L—轴承套长度(mm)
r—叉头顶圆半径（mm）
图2-15 法兰叉头
2．5．3 叉头根部应力
根据理论分析叉头根部I-I断面应力最大，如图2-16所示其几何图形
图2-16叉头根部I-I断面
弯曲应力………………………………(2-26)
式中：F-作用在叉头轴承孔中心线集中载荷（N）按式(2-21)计算
H-叉头轴承孔中心线叉头法兰端面距离（mm）
H2-叉头I-I断面到叉头法兰端面距离；
L2-叉头I-I断面处宽度；
ζ-叉头I-I断面处的最大弯曲应力；
-叉头I-I断面处对Z轴的惯性扭矩
扭转剪应力……………………(2-27) 式中：-叉头I-I断面的最大扭转剪应力为MPa；
-万向联轴器所承受的最大扭矩（KN·m）；
-叉头I-I断面处惯性扭矩；
按照第四强度理论，叉头I-I断面最大等效应力：
……………………(2-28)
第三章万向轴的结构设计
3．1概述
本章主要介绍万向轴以及相关零件的结构设计，十字万向轴标准及选用计算，万向轴的选型原则等内容。
3．2 十字轴总成游隙结构设计
3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类
滚动体的类型(分为圆柱滚针和圆柱滚子)以及是否采用滑动推力轴承或用圆柱滚子推
力轴承主要与万向联轴器的回转直径大小、传递转矩的特征转速有关。一般以传递运动为主而传递转矩较小的万向联轴器多采用滚针轴承，在十字轴轴头端面采用滑动推力轴承，如图3-1-a所示。
图3-1 滚动体和轴向推力轴承分类
（1）对于转速在300r/min以下，回转直径Ф150mm至Ф620mm以传递转矩为主的万向联轴器宜采用如图3－1-b所示的轴承结构，滚动体采用2~4列的圆柱滚子，滑动推力轴承可以置于十字轴的根部，也可以置于十字轴的轴头部位，其特点可以承受较大的转矩、制造相对比较简单。本设计联轴器转直径为250mm,送辊转速n=100rpm，故采用这类轴承结构。
（2）对于转速在300r/min以上，回转直径Ф225mm至Ф390mm以传递转矩为主，同时动平衡要求较高的万向联轴器宜采用如图3－1-c所示的轴承结构，滚动体采用2一3列的圆柱滚子，采用圆柱滚子推力轴承，一般置于十字轴的轴头部位，其特点可以减轻十字轴的轴头摩擦、增加关节运转的灵活性、延长万向联轴器的使用寿命。
（3）回转直径超过Ф680mm的万向联轴器，因其传递的转矩大、自身质量重的原因，圆柱滚子推力轴承一般置于十字轴的轴头部位，也可以置于十字轴的根部，如图3－1-d所示，径向圆柱滚子设计成4～5列，圆柱滚子如设计成凸度状，可以降低圆柱滚子两端的接触应力，以免碎裂。
图3-2轴承
3．2．2 轴承游隙及主要尺寸
根据前述得出的十字轴直径以及轴承滚动体的基本尺寸可按式(3一1)计算径向滚动体相互之间的平均间隙，按式(3一2)计算径向滚动体周向总间隙，如图2一2所示:
图3-2 轴承游隙及主要尺寸
11180sin )(d z d d -?+=δ…………………（3-1） z ?=?δ…………………………（3-2）
滚动体之间沿周向具有适当间隙，由于十字轴与轴承之间是摆动的关系，因此可以选取较小的间隙，一般来说对于滚针滚动体，其滚针相互之间的平均间隙δ取在0.005～0.025mm 范围内，直径较大的滚针δ取大值，反之取小值，由于滚动体采用密排方式，没有保持架，为防止滚动体在轴承内歪斜，还要对滚动体周向总间隙△给予限制，对于滚针滚动体，总间隙△一般不超过0.5mm 或滚针直径的0.4倍;对于回转直径较大的或承载能力较高的十字轴式万向联轴器，其滚动体采用圆柱滚子，其圆柱滚子相互之间的平均间隙δ取在0.01～0.04mm 范围内，总间隙△一般取在0.7一1.2mm 范围内。
轴承外圈的壁厚h 与滚动体的直径有关，一般按经验取值如下:
对于滚针轴承，当dl=2～3mm 时，h=(1.5～1.9)d1;
当dl=2～4mm 时，h=(1.9～2.1)d1;
当d1=5～6mm 时，h ≧dl 。
对于圆柱滚子轴承，当dl ≦20mm 时，h=(0.75～0.85)d1，（h 取值16） 当d1≧20mm 时，h=(0.65～0.75)dl 。
3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度
十字轴和轴承外圈主要材料一般采用低碳合金钢，如15CNr4iMo 、18CrMoTi 、17CrZNiZMo 、18CrZNi4、20CrZNi4、18CrZNi4WA 等，表面渗碳淬火后硬度达到HRC58一64，芯部组织硬度HRC35左右比较理想;十字轴、轴承套的主要配合尺寸及形位公差按5～6级设计。
3．3 中间轴伸缩花键副结构设
目前十字轴式万向联轴器中间轴伸缩花键一般采用矩形花键和渐开线花键，特殊场合采用带有钢球的滚动花键，如图3一3所示。矩形花键比较常见，受加工条件限制，一般多用于十字轴式万向联轴器低速传动;渐开线花键分为GB/T3478.1一1995和DIN5480两种标准，由于采用范成法加工，齿的两侧定位精度高，应用较多;对于转速高、伸缩频繁的十字轴式万向联轴器，为减轻花键磨损可采用带有钢球的滚动花键，如图3一3。所示;此外对于有严重冲击载荷的传动，还可采用具有橡胶弹性元件减振保护的花键。
在图3-3-a 的结构中，密封唇安装在特制的套筒中， 与花键套的光滑、抗腐蚀的外圆表面接触，即可防止润滑剂的流出，又可阻止外界异物的侵入，密封非常可靠;而在图3-3-b 的结构中，因为密封唇与花键两侧、齿顶、齿槽接触，密封要困难的多。
花键副的有效配合长度与花键中径、十字轴式万向联轴器的总长有关，一般
按花键中径的2～2.5倍选取，对于其长度是回转直径10倍以上特长的十字轴式万向联轴器，花键副的有效配合长度按花键中径的2.5～2倍范围内选取。此外对于转矩大、自身质量重、特长的主传动十字轴式万向联轴器，其花键副可采用如图3～4的结构，径向靠件1、2分别与花键轴外径和接管内径滑动配合定位，花键齿侧主要传递动力，解决了花键齿侧磨损而引起的中间轴伸缩花键挠度增大的现象。
图3-3 中间轴伸缩花键副结构
图3-4 花键传动示意图
3．4 十字轴万向轴标准及选用计算
3．4．1十字万向轴标准
十字万向轴标准很多，通用型国内主要标准有SWC 型整体叉头十字轴式万向联轴器(JB/T5513一91)、SWP 型剖分轴承座十字轴式万向联轴器(JB/T3142一
91)、SWZ 型整体轴承座十字轴式万向联轴器(JB/T3242一93)、WS 型小型双十字轴式万向联轴器(JB/T5901一91)、WSD 型小型单十字轴式万向联轴器(JB/T5901一91)、WSH 型滑动轴承十字轴式万向联轴器，以及SWP 、SWC 型十字轴式万向联轴器十字包型式与尺寸(JB/T7341一94)等，此外还有许多生产厂制定的企业标准。对于汽车、农业机械、工程机械等行业也部分采用专用的十字轴式万向联轴器。但对于各种标准其转矩名称较多，现统一作如下解释:
1.理论转矩T:根据原动机的驱动功率P 及转速n 直接算出的转矩: T=n p
2.计算转矩Tc:根据使用条件及工作状况对理论转矩进行修正的转矩，不同
的万向联轴器标准其计算转矩T 。的方法不尽相同;
3.公称转矩Tn:也称额定转矩，是在给定条件下的理论计算数值。如SWP 型是指联轴器转速n=10r/min ，轴间角a=3°，轴承寿命Lh=5000h ，以及负荷平稳下的传递的转矩;SWZ 型是指联轴器转速n=1000r/min ，轴间角α=3°，轴承寿命Lh=3000h 联轴器传递的转矩;SWC 型是指联轴器转速n=30r/min ，轴间角α=5°，轴承寿命Lh=5000h 联轴器传递的转矩;
4.峰值转矩Tmax:万向联轴器偶然传递的最大工作转矩，超过峰值转矩，轴承表面将产生点蚀，降低轴承预期寿命，一般为交变疲劳转矩Tf 的3至4倍；
5.极限转矩Tk:万向联轴器材料接近屈服点时所允许极偶然传递的转矩，一般是根据有限元方法求得最薄弱部分得应力值(或应变值)来确定;
6.静态转矩To:根据轴承滚动体得静态承载力C 。及静态安全系数S 。计算出万向联轴器得理论计算转矩，要大于或等于公称转矩Tn;
7.动态转矩Td:将轴承得实际应力转换称等效应力，在规定工作转速n 、轴间角a 及使用寿命下计算出得万向联轴器传递的转矩，标准产品的额定转矩由此确定;
8.等效转矩Te:也称平衡转矩，它是根据万向联轴器各阶段的转矩、转速以及各转速所占时间比而计算出的;
9.交变疲劳扭矩Tf:万向联轴器在交变转矩负荷下所允许传递的转矩，在此值下，万向联轴器其理论上是趋于无限疲劳寿命;
10.单向疲劳转矩T:P 万向联轴器在脉冲负荷下所允许传递的转矩，在此值下，万向联轴器其理论上是趋于无限疲劳寿命。单向疲劳转矩TP 是交变疲劳扭矩Tf 的1.45～ 1.55倍之间。
3．4．2 十字万向联轴器的选型
工程上通常有两种独立的准则进行选型，一是按十字轴总成轴承寿命，二是按联轴器的最大承载能力。
（1）：按轴承寿命选择
对于连续动转但运转平稳的万向联轴器，其考核使用长短主要依据是看易损件轴承能够一次运转多长时间，亦即万向联轴器的疲劳寿命，在此期间内，明显的峰值扭矩并不是产生，或产生也是非经常性的及短暂的，计算轴承寿命是基于可靠度为90%依据正态分布的理论值。
由于影响轴承寿命的因素，如轴承的制造精度、十字轴的制造精度、润滑一与密封的质量、静态过载大小等，理论来说平均寿命与计算寿命在实际上经常有很大范围的差。
寿命计算公式 Lh=3/107)(105.1e e T CR K n ???β………………(3-3) 式中：ne ――等效转速；
CR ――轴承额定负荷；
Tg ――万向轴传递等效转矩，通常情况下用公称转矩Tn 代替；
K ――系数，对于电机及液压马达作为动力输入源K 取1;对于汽油
发动机K 取1.15;柴油发动机K 取1.2。
图3-5 等效转速、等效转矩
对于等效转速n 。和等效转矩在整个寿命周期内按式3一4、式3一5和图3一5求取如下
ne=a 1·n 1+ a 2·n 2+…+ a n ·n n ……………………………(3-4)
Te=310
3
10
3
10
2
2
2
3
10
1
1
1
e
n
n
n
n
T
n
a
T
n
a
T
n
a?
?
+
+
?
?
+
?
?
…………(3-5)
通常情况下，计算出的寿命L。要大于或等于所要求的最短寿命。
（2）：按传递转矩类型选择
以万向联轴器传递转矩能力为依据可以用实际传递的峰值转矩T′max与十字万向联轴器产品能够承受的峰值转矩Tmax或交变疲劳扭矩Tf和单向疲劳转矩Tp进行比较，工程上通常使用实验式或经验式参数，利用安全系数来计算，计算的最大的峰值转矩T′max是在理论转矩T值上乘以一个不同工况下的冲击系数K3，表达式如下: T′max=K3·T 表3-1 K3的选择 对于十字万向联轴器是双向运转还是单向运转，还要比较实际传递的峰值转矩T′max与十字万向联轴器产品的交变疲劳扭矩Tf和单向疲劳转矩Tp,应满足Tmax＜Tf,Tmax＜Tp。 此外，从标准的十字万向联轴器产品中选型还要考虑最大的工作转速笔须远小于临界弯曲转速。一般情况下实际最大转速不要超过临界转速的80%，标准产品规定了临界转速。 第四章主要零件的工艺分析 4．1 法兰叉头零件分析 4．1．1 零件的作用 法兰叉头形状比较复杂，在十字万向联轴器中通过端面键或端面齿相啮合并用螺栓紧固达到可靠地联接 ,从而实现万向联轴器传递动力和运动的目的。 4．1．2 零件的工艺分析 法兰叉头是万向接轴中的关键件，也是曲面最复杂繁多的零件之一。 (1)SWC型法兰叉头结构 如图4－1所示，工件毛坯为铸件ZG35CrMo，法兰盘直径D=250mm，轴承孔直径d=95mm，型腔曲面相对于法兰盘?D中心线、轴承孔Φd中心为对称结构，型腔由两段R圆弧，且弧面呈30o、17o包络，包络的弧面与两侧45o斜面相交，腔底为7o斜面。该产品使用倾角大于15o相互运动件容易产生干涉，由于铸造时涨箱、重要尺寸产生较大误差等原因的影响，致使实际铸造叉头可能存在与相关件严重干涉(铸造时重要尺寸偏差比图纸给出的偏差大)或者重要部位的强度减弱（铸造时重要尺寸偏差比图纸给出的偏差小）的问题，从而对产品的生产和质量造成严重影响。 图4-1 SWC型法兰叉头 （2）制造难点分析： 1）由于铸造实际尺寸与设计尺寸差距很大，有的部位多达8-10mm，有些部位又有缺肉，因此确立合理的工步是该型腔曲面检查及加工的关键。 2）法兰叉头铸造毛坯零件加工余量不均匀，在加工中材料去除量较大，因此提高加工效率是一个难点。 3）法兰叉头的型腔面一次走刀中去掉的金属体积较大，必须考虑刀具寿命，减少停机换刀时间。因此选择合适的刀具参数，使用合理的切削用量尤为重要。 4）法兰叉头加工是在三坐标数控镗床上加工自由曲面，加工质量和效率对加工程序要求高。 4．1．2建立数字模型 将设计提供的利用三维CAD技术及先进的有限元分析软件优化后的三维模型stp文件导入到UGNX4中，在UG NX4建模模块中将法兰叉头曲面分成A、B、A面（如图4-2、图4-3所示）。 如图4-2法兰叉头曲面的分割图4-3法兰叉头三维模型 4．2确定数控加工工艺方案 4．2．1划分数控加工工步 由于型腔曲面铸造公差大，加之铸件涨箱变形，造成毛坯余量不均匀、不对称，为了提高加工效率，先将型腔曲面分割成A、B、A面，按单边留量6mm，将型腔曲面走刀检查一遍，确定工件余量，再根据余量情况制定加工流程，如图4-4所示。 图4-4加工流程图 1）如果观察没有余量，可加大机床转速和走刀，快速完成型腔曲面的检查。 2）如果A、B面均有加工余量，量大则先执行A、B面分别粗加工程序，再执行A、B面同时精加工程序；量小则直接执行A、B面同时精加工程序。 3）如果A面或B面单边有加工余量，则只执行A面或B面粗、精加工程序。 4．2．2选择加工设备 宜选择带回转工作台的数控镗铣床，结合工件外形尺寸及重量，考虑到该零件只对其型腔面进行修形，综合机床的加工能力及主轴转速、进给速度等性能，选择TK6111数控镗床有利于提高效率。 4．2．3选用加工刀具 由于型腔曲面的加工表面质量要求不高，粗、精加工用同一把刀，选择了75°可转位面铣刀，刀具直径Φ160，该刀具可改变每层之间的波峰残留，减少分 一、单万向联轴节结构与运动情况(Structure and Motion Condition of Single Universal Joint) 下图所示为单万向联轴节结构简图，主动轴1和从动轴3端部都带有叉，两叉又与十字头2组成轴线垂直的转动副B和C，轴1和轴3又与机架组成转动副A和D。当主动轴1转一周时，从动轴3也转动一周，但主动轴与从动轴的瞬时传动比不为常数。 图7-27 其传动比的计算公式为： 由上式可知，该传动比不仅随主动轴转角 而变 化，还与两轴之间的夹角β有关。 二、双万向联轴节(Double Universal Joint) 为避免单万向联轴节中的从动轴角速度产生周期性变化，可采用图7-29所示的双万向联轴节结构，在图a中，从动轴与主动轴相平行，而图b中的主动轴和从动轴是不平行的。 a) b) 图7-29 轴1到中间轴M的传动比： 轴3到中间轴M的传动比： 故 1)β1=β3，即主动轴与中间轴的夹角必须等于从动轴与中间轴的夹角。 =M3，即在任何时刻，中间轴两端叉平面 2) 相对同一起始位置的转角相同。或在特定情况下，使中间轴两叉平面位于同一平面。 三、万向联轴节的应用(Applications of Universal Joint) 由于万向联轴节结构上的特点，它既能传递两平行轴和不平行轴间的运动和动力，而且在两轴夹角发生变化时，仍能正常工作，因此，它在工业中得到了广泛的应用。 图7-30a 是用双万向联轴节把汽车变速箱的运动和动力传给后桥差速器的实例，由于汽车行驶时道路不平或振动引起差速器的位置发生变化，传动仍能正常进行。 膜片联轴器结构： 膜片联轴器至少由一个膜片和两个轴套组成。膜片被用销钉紧固在轴套上一般不会松动或引起膜片和轴套之间的反冲。有一些生产商提供两个膜片的，也有提供三个膜片的，中间有一个或两个刚性元件，两边再连在轴套上。单膜片联轴器和双膜片联轴器的不同之处是处理各种偏差能力的不同，鉴于其需要膜片能复杂的弯曲，所以单膜片联轴器不太适应偏心。而双膜片联轴器可以同时曲向不同的方向，以此来补偿偏心。 膜片联轴器的特点： 膜片联轴器这种特性有点像波纹管联轴器，实际上联轴器传递扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄，所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲，因此可以承受高达1.5度的偏差，同时在伺服系统中产生较低的轴承负荷。膜片联轴器常用于伺服系统中，膜片具有很好的扭矩刚性，但稍逊于波纹管联轴器。另一方面，膜片联轴器非常精巧，如果在使用中误用或没有正确安装则很容易损坏。所以保证偏差在联轴器的正常运转的承受范围之内是非常必要的。选择适合的联轴器是用好联轴器的关键一步，在设计阶段就得考虑选用什么类型的联轴器了由几组膜片（不锈钢薄板）用螺栓交错地与两半联轴器联接，每组膜片由数片叠集而成，膜片分为连杆式和不同形状的整片式。膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移，是一种高性能的金属强元件挠性联轴器，不用润油，结构较紧凑，强度高，使用寿命长，无旋转间隙，不受温度和油污影响，具有耐酸、耐碱防腐蚀的特点，适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动，广泛用于各种机械装置的轴系传动，如水泵（尤其是大功率、化工泵）、风机、压缩机、液压机械、石油机械、印刷机械、纺织机械、化工机械、矿山机械、冶金机械、航空（直升飞机）、舰艇高速动力传动系统、汽轮机、活塞式动力机械传动系统、履带式车辆，以及发电机组高速、大功率机械传动系统，经动平衡后应用于高速传动轴系已比较普遍。 本联轴器设计上采用先进的非线性有限元强度理论分析，并在有限元分析基础上采用了外形优化技术，动态设计技术，设计上达到了先进的水平。制造技术上应用了航空的先进成熟的技术成果。 膜片联轴器的优点： 膜片联轴器与齿式联轴器相比，没有相对滑动，不需要润滑、密封，无噪声，基本不用维修，制造方便，可部分代替齿式联轴器。膜片联轴器在国际上工业发达国家应用已很普通，在我国已制订机械行业标准，最近已修订为新的行业标准：JB/T 9147-1999（代替ZB/T J19022-90）联轴器各转矩间的关系 梅花弹性联轴器主要适用于起动频繁、正反转、中高速、中等扭矩和要求高可靠性的工作场合，例如：冶金、矿山、石油、化工、起重、运输、轻工、纺织、水泵、风机等。工作环境温度-35℃～+80℃，传递公称扭矩25～12500Nm，许用转速1500～15300r/min。梅花形弹性联轴器主要由两个带凸齿密切啮合并承受径向挤压以传递扭矩，当两轴线有相对偏移时，弹性元件发生相应的弹性变形，起到自动补偿作用。梅花联轴器具有以下特点：联轴器无需润滑，维护方便工作量少，可连续长期运行。高强度聚氨酯弹性元件耐磨耐油，承载能力大，使用寿命长，安全可靠。工作稳定可靠，具有良好的减振、缓冲和电绝缘性能。具有较大的轴向、径向和角向补偿能力。结构简单，径向尺寸小，重量轻，转动惯量小，适用于中高速 机械设计课程设计说明书 设计题目：下万向节滑叉夹具设计 分院：机电与能源工程分院 专业班级： 姓名： 学号： 指导老师： 设计日期： 目录 1零件的工艺分析及生产类型的确定 (2) 1.1零件的用途 (3) 1.2 零件的技术要求 (3) 1.3 审查滑叉的工艺性 (4) 1.4 确定滑叉的生产类型 (4) 2确定毛坯、绘制毛坯简图 (4) 2.1选择毛坯 (4) 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (4) 2.3 绘制滑叉的毛坯简图 (5) 3 拟定滑叉工艺路线 (6) 3.1 定位基准的选择 (6) 3.2 表面加工方法的确定 (6) 3.3 加工阶段的划分 (6) 3.4 工序的集中与分散 (6) 3.5工序顺序的安排 (6) 3.6 确定工艺路线 (6) 4 机床设备及工艺装备的选用 (7) 4.1 机床设备的选用 (7) 4.2 工艺装备的选用 (7) 5 工序2加工余量、工序尺寸和公差的确定 (7) 6 工序2切削用量、时间定额的计算 (8) 6.1 切削用量的计算 (8) 6.2 时间定额的计算 (9) 7 工序2专用夹具设计分析 (10) 7.1 工序2钻削切削力大小的计算与夹紧力分析 (11) 7.2 工序2钻扩铰Φ24H8孔专用夹具设计 (11) 7.3 定位方案的分析和定位基准的选择 (12) 7.4 定位误差分析及计算 (12) 7.5导向元件设计 (14) 7.6夹具设计及操作的简要说明 (14) 8 参考文献 (15) 1零件的工艺分析及生产类型的确定 图1-1滑叉零件图 图 1-2滑叉零件三维图 1.1 零件的用途 该万向节滑叉是汽车后桥上的一个重要的零件，它具有传递扭矩，调整传动轴长度的作用。从而使汽车在前进中获得动力，以及当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，零件可以 调整传动轴的长短及其位置。滑叉的两个叉头上有两个Φmm 018.0024+内孔用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴器的作用。滑叉Φ45mm 外圆内为Φ0.033024mm +内孔与传动 轴端部的轴通过键相配合，用于传递动力的作用。 1.2 零件的技术要求 表 1-1 万向联轴器 简介： 万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。万向联轴器最大的特点是：其结构有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高。不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般在5°-45°之间。 结构型式： 万向联轴器有多种结构型式，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、三叉杆式、三球销式、铰杆式等；最常用的为十字轴式，其次为球笼式。在实际应用中，根据所传递转矩大小，分为重型、中型、轻型和小型。 用途： 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。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。 分类： 联轴器种类繁多，按照被联接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为：①固定式联轴器。主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，结构一般较简单，容易制造，且两轴瞬时转速相同，主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。②可移式联轴器。主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方，根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如牙嵌联轴器（允许轴向位移）、十字沟槽联轴器（用来联接平行位移或角位移很小的两根轴）、洛阳通豪热能提供万向联轴器（用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方）、齿轮联轴器（允许综合位移）、链条联轴器（允许有径向位移）等，弹性可移式联轴器（简称弹性联轴器）利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如蛇形弹簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。联轴器有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型，然后按照轴的直径计算扭矩和转速，再从有关手册中查出适用的型号，最后对某些关键零件作必要的验算。 选择： 联轴器的选择主要考虑所需传递轴转速的高低、载荷的大小、被联接两部件的安装精度等、回转的平稳性、价格等，参考各类联轴器的特性，选择一种合用的联轴器类型。 具体选择时可考虑以下几点： 绝大多数联轴器均已标准化或规格化。设计者的任务是选用，而不是设计。选用联轴器的基本步骤如下： 选择联轴器的类型 十字轴万向联轴器公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N] SWC BH型十字轴万向联轴器 SWC BH型（标准伸缩焊接式）十字轴式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm 型号伸缩量尺寸 mm转动贯量I kg·m2质量G kg Ls Lmin D3Lmin每增长 100 mm Lmin每增长 100 mm SWC100BH5539060 SWC120BH8048570 SWC150BH8059089 SWC180BH100810114 SWC225BH140920152122 SWC250BH1401035168172 SWC285BH1401190194263 SWC315BH1401315219382 SWC350BH1501410267582 SWC390BH1701590267738 SWC440BH19018753251190 SWC490BH19019853251452 SWC550BH2402300426238034 SWC CH1、CH2－长伸缩焊接式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm 称 转 矩 Tn / 劳 转 矩 Tf 量 Ls kg·m2 Lmin D1 (js11) D2 (H7) D3 Lm n-d k t b (h9) g Lmin 增长 100mm Lmin 增长 100mm SWC180CH1 200 925 155 105 114 110 8-17 17 5 - - 74 SWC180CH1 700 1425 104 SWC225CH1 40 20 220 1020 196 135 152 120 8-17 20 5 32 9 132 SWC225CH2 700 1500 182 SWC250CH1 63 300 1215 218 150 168 140 8-19 25 6 40 190 SWC250CH2 700 1615 235 SWC285CH1 90 45 400 1475 245 170 194 160 8-21 27 7 40 15 300 SWC285CH2 800 1875 358 SWC315CH1 125 63 400 1600 280 185 219 180 10-23 32 8 40 15 434 SWC315CH2 800 2000 514 SWC350CH1 180 90 400 1715 310 210 267 194 10-23 35 8 50 16 672 SWC350CH2 800 2115 823 SWC390CH1 250 125 400 1845 345 235 267 215 10-25 40 8 70 18 817 SWC390CH2 800 2245 964 SWC440CH1 355 180 400 2110 390 255 325 260 16-28 42 10 80 20 1312 SWC440CH2 800 2510 1537 SWC490CH1 500 250 400 2220 435 275 325 270 16－ 31 47 12 90 1554 SWC490CH2 800 2620 1779 SWC550CH1 710 355 500 2585 492 320 426 305 16-31 50 12 100 2585 34 SWC550CH2 1000 3085 3045 SWC DH短伸缩焊接式十字轴式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm 型号伸缩 量 Lg mm 长度转动惯量I kg·m2重量G kg Lmin Lmin 增长 100mm Lmin 增长 mm SWC180DH1 75 650 58 SWC180DH2 55 600 56 SWC180DH3 40 550 52 SWC225DH1 85 710 95 SWC225DH2 70 640 92 SWC250DH1 100 795 148 SWC250DH2 70 735 136 SWC285DH1 120 950 229 十字轴万向联轴器 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT- SWC BH型十字轴万向联轴器 SWC BH型（标准伸缩焊接式）十字轴式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm 型号伸缩量尺寸 mm转动贯量I kg·m2质量G kg Ls Lmin D3 Lmin 每增长 100 mm Lmin 每增长 100 mm SWC100BH 55 390 60 SWC120BH 80 485 70 SWC150BH 80 590 89 SWC180BH 100 810 114 SWC225BH 140 920 152 122 SWC250BH 140 1035 168 172 SWC285BH 140 1190 194 263 SWC315BH 140 1315 219 382 SWC350BH 150 1410 267 582 SWC390BH 170 1590 267 738 SWC440BH 190 1875 325 1190 SWC490BH 190 1985 325 1452 SWC550BH 240 2300 426 2380 34 SWC CH1、CH2－长伸缩焊接式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm 型号公 称 转 矩 Tn /疲 劳 转 矩 Tf 伸缩 量 Ls 尺寸转动贯量I kg·m2 Lmin D1 (js11) D2 (H7) D3Lm n-d k t b (h9) g Lmin增长 100mm SWC180CH12009251551051141108- 17 175--SWC180CH17001425 SWC225CH1402022010201961351521208- 17 205329 SWC225CH27001500 SWC250CH16330012152181501681408- 19 25640 SWC250CH27001615 SWC285CH1904540014752451701941608- 21 2774015 SWC285CH28001875 目录 前言……………………………………………………………………………绪论……………………………………………………………………………第一章概述………………………………………………………………… 1.1联轴器的功用………………………………………………………………………… 1.2联轴器的特点…………………………………………………………………………第二章选择联轴器的类型………………………………………………… 2.1联轴器的分类………………………………………………………………………… 2.2 选择联轴器应考虑的因素…………………………………………………………2.3鼓形齿联轴器的特点………………………………………………………………… 2.4 ZWG型鼓形齿联轴器…………………………………………………………………第三章 ZWG型鼓形齿联轴器的尺寸给定………………………………………… 3.1型式、基本参数和主要尺寸………………………………………………………… 3.2 其型式、基本参数和主要尺寸应符合规定………………………………………………第四章鼓形齿联轴器的强度…………………………………………………第五章 CAD/CAM建模及数控编程…………………………………………… 5.1走刀轨迹及程序………………………………………………………………………第六章结论与展望…………………………………………………………… 参考文献………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………… 33 37 35 30 26 26 14 14 11 4 6 3 3 3 4 16 2 20 18 18 18 32 3 34 1 目录 第一章 绪 论 (1) 1．1 前言 (1) 1．2万向联轴器作用 (3) 1．3万向联轴器的种类及特点 (3) 1．3．1 特点： (3) 1．3．2 种类： (3) 1．3．3 结构： (3) 1．4 课题目的和要求: (5) 1．4．1课题 (5) 1．4．2 设计技术要求与数据 (5) 第二章 万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (6) 2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (6) 2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (6) 2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (6) 2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (7) 2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (7) 2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (9) 2．3万向节十字轴设计原则 (12) 2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (12) 2．3．2按表面应力设计十字轴 (13) 2．4轴承的寿命计算 (14) 2．4．1轴承的动扭矩 (14) 2．4．2轴承的寿命计算 (14) 2．5 法兰叉头 (15) 2．5．1 法兰叉头的作用 (15) 2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (15) 2．5．3 叉头根部应力 (15) 第三章 万向轴的结构设计 (17) 3．1概述 (17) 2 3．2 十字轴总成游隙结构设计 (17) 3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (17) 3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (19) 3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (20) 3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (20) 3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (21) 3．4．1十字万向轴标准 (21) 3．4．2 十字万向联轴器的选型 (22) 第四章 主要零件的工艺分析 (25) 4．1 法兰叉头零件分析 (25) 4．1．1 零件的作用 (25) 4．1．2 零件的工艺分析 (25) 4．1．2建立数字模型 (26) 4．2确定数控加工工艺方案 (26) 4．2．1划分数控加工工步 (26) 4．2．2选择加工设备 (27) 4．2．3选用加工刀具 (27) 4．2．4 确定切削用量 (27) 4．2．5设计数控程序 (27) 4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (28) 4．2．7 设计数控程序加工路线 (28) 4．2．8设计数控程序刀具路径 (28) 4．2．8 后置处理 (29) 4．2．9加工仿真及程序校验 (29) 4．2．10数控系统轨迹模拟 (29) 4．2．11程序传输和运行 (30) 第五章 结语与展望 (30) 谢 辞 (31) 参考文献 (32) 万向联轴器的选择和校核 6.2.1选择万向联轴器 万向联轴器可以用于传递两轴不在同一轴线上、两轴线存在较大夹角的情况。它能实现两轴连续回转，可靠的传递转矩，结构较紧凑，传动效率很高。 为保证传动精度及可靠性，减速器和轧辊之间用万向联轴器连接。十字轴式万向联轴器、滑块式万向联轴器为两种常用的万向联轴器。 1、十字轴式万向联轴器的优点： （1）联轴器用滚针轴承，传动效率较高，传动效率可达98.7％~99％，摩擦系数小，。 （2）由于滚动轴承的间隙较小，传动平稳，冲击和振动减小。 （3）在回转半径相同时，可传动大扭矩。 （4）耗油量少，可改善生产环境，维修保养费用减少。 (5)在空行程时，十字轴万向联轴器可减低到30~40dB ，比滑块万向联轴器低很多，满足低噪声要求。 (6)联轴器寿命为2年左右，减少了更换设备的费用。 2、计算转矩： 十字轴万向联轴器应满足强度条件如下； n a h n c T K K K TK T ≤=α （6.5） 式中 T —— 联轴器的理论转矩 h K —— 轴承寿命系数，由[10]表41.4-25， h K =1.2 α K —— 联轴器轴间角系数，由[10]表41.4-26； α K =1.4 n K —— 联轴器转速系数，由[10]表41.4-24； n K =1.1 a K —— 载荷性质系数，由[10]表41.4-9； a K =1 c T —— 联轴器的计算转矩 n T —— 联轴器的许用转矩 n P 9550 T η = (6.6) P —— 电机的额定功率， η —— 电机到减速器的输出轴的效率，η=0.850 n —— 减速器输出轴的转速， 6.1950980 n == 由式（6.6得： 错误！未找到引用源。 由文献[10]表41.4-10选择十字轴万向联轴器型号为SWP250D 型，其主要参数 如下表， 表6.2 万向联轴器的参数 型号 回转直径 公称转矩 疲劳转矩 轴间角 伸缩量 SWP250D 250 63 31.5 ?≤10 80 考虑到联轴器中轴承易损，所以选择十字轴的轴承为剖分式，为方便更改 轴承，将轴承压盖进行剖分，。要用高强度的螺栓（力学性能能按GB3098.1中规定的10、9级）还有螺母（力学性能能按GB3098.2中规定的10级），用于联轴器各配件的连接）；用预紧螺栓将两端法兰联接配件上，依靠法兰端面键来传递转矩。 联接螺栓从相配件的法兰那侧装入，而螺母由另一侧进行旋紧，满足标准。 6.2.2校核万向联轴器 （1）十字轴的结构及计算 目录 第一章绪论 (1) 1．1 前言 (1) 1．2万向联轴器作用 (2) 1．3万向联轴器的种类及特点 (2) 1．3．1 特点： (2) 1．3．2 种类： (3) 1．3．3 结构： (3) 1．4 课题目的和要求: (5) 1．4．1课题 (5) 1．4．2 设计技术要求与数据 (5) 第二章万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (6) 2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (6) 2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (6) 2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (6) 2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (7) 2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (7) 2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (9) 2．3万向节十字轴设计原则 (12) 2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (12) 2．3．2按表面应力设计十字轴 (13) 2．4轴承的寿命计算 (14) 2．4．1轴承的动扭矩 (14) 2．4．2轴承的寿命计算 (14) 2．5 法兰叉头 (15) 2．5．1 法兰叉头的作用 (15) 2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (15) 2．5．3 叉头根部应力 (15) 第三章万向轴的结构设计 (17) 3．1概述 (17) 3．2 十字轴总成游隙结构设计 (17) 3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (17) 3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (18) 3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (19) 3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (19) 3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (21) 3．4．1十字万向轴标准 (21) 3．4．2 十字万向联轴器的选型 (22) 第四章主要零件的工艺分析 (25) 4．1 法兰叉头零件分析 (25) 4．1．1 零件的作用 (25) 4．1．2 零件的工艺分析 (25) 4．1．2建立数字模型 (25) 4．2确定数控加工工艺方案 (26) 4．2．1划分数控加工工步 (26) 4．2．2选择加工设备 (27) 4．2．3选用加工刀具 (27) 4．2．4 确定切削用量 (27) 4．2．5设计数控程序 (28) 4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (28) 4．2．7 设计数控程序加工路线 (28) 4．2．8设计数控程序刀具路径 (28) 4．2．8 后置处理 (29) 4．2．9加工仿真及程序校验 (29) 4．2．10数控系统轨迹模拟 (30) 4．2．11程序传输和运行 (30) 第五章结语与展望 (30) 谢辞 (32) 参考文献 (33) 万向联轴器的传动分析 车辆0902 李文婷 万向联轴器主要用于两轴有较大的偏斜角（最大可达到35°~45°） 或在工作中有较大角位移的地方。它在汽车、拖拉机、轧钢机和金属切削机床中已获得了广泛应用。万向联轴器之所以能补偿偏斜是由于叉子与轴销之间构成了可动的脚链连接。如果在工作中偏斜角也要变化时，还应将联轴器的一个叉子轴及其联结轴之间构成一可以滑移的动联结。 万向联轴器的主要缺点是当两不在一轴线时，即使主动轴以恒定的角速度 1ω回转，从动轴的角速度2ω将在下列范围内作周期性的变化：1ωcos α≤2 ω∕cos α，因而在传动中将引起附加的动载荷。联接于从动轴上的零件的转动惯量愈大，动载荷也就愈大。为了消除这一缺点，常将万向联轴器成对使用，这时就称为双万向联轴器。在使用双万向联轴器时，应使两个叉子位于同一个平面内，而且应使用主、从动轴与联接轴所成的夹角α 相等，这样才能使主动轴和从动轴的角速度随时相等，从而得以避免动载荷的产生。 下面将阐述单万向联轴器的传动原理和双万向联轴器是如何避免动载荷产生的。 单万向联轴器用来传递两相交轴间的转动。图1所示为单万向联轴器的示意图。 图1 主动轴1和从动轴3端部带有叉，两叉与十字头组成转动副B 、C 。轴1和轴2与机架4组成转动副A 、D 。转动副A 和B 、B 和C 及C 和D 的轴线分别相互垂直，并均相交于十字头的中心点O 。轴1和轴2所夹的锐角为α 。当主动轴1回转一周时，从动轴2也随着回转一周，但是两轴的瞬时角速度并不时时相等，即当轴1以角速度1ω回转时，轴2作 变角速度2ω回转。设定轴1转角的初始位置为1?，轴2转角的初始位置为2 ?。经查证两轴角速度比的关系为： 1 2221 1cos sin cos αωα?ω=- 双万向联轴器是采用一个中间轴M 和两个单万向联轴器将主动轴1和从动轴2联接起来。在传递运动中，由于主、从动轴的相对位置发生变化，两万向节之间距离也相对发生变 万向联轴器简介 万向联轴器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。 SWC型、SWP型十字轴式万向联轴器 SWC型、SWP型十字轴式万向联轴器能广泛应用于冶金、起重、工程运输、矿山、石油、船舶、煤炭、橡胶、造纸机械及其它重机行业的机械轴系中传递转矩。SWC型、SWP型十字轴式万向联轴器的主要特点为： 1.具有较大的角度补偿能力。，轴线折角，SWC型轴线折角可达15度~25度，SWP 型可达10度左右。 2.结构紧凑合理。SWC型采用整体式叉头，使运载更具可靠性。 3.承载能力大。与回转直径相同的其它型式的联轴相比较，其所传递的扭矩更大，此对回转直径受限制的机械设备，其配套范围更具优越性。 4.传动效率高。其传动效率达98-99.8％，用于大功率传动，节能效果明显。 5.运载平稳，噪声低，装拆维护方便。 一、种类 万向联轴器有多种结构型式，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、三叉杆式、三球销式、铰杆式等。 最常用的为十字轴式，其次为球笼龙， 在实际应用中根据所传递转矩大小分为重型、中型、轻型和小型。 二、特点 万向联轴器的共同特点是角向补偿量较大，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般≤5°-45°之间。 万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。 三、结构 1.球笼式 球笼式万向联轴器是通过球笼外环和星形内环分别与主、从动轴相联，传力钢球的中心都位于通过联轴器中心的平面内，并装在由球形外环和星形内环外球面凹槽组成的滚道中，两个球面的中心与万向联轴器的中心重合，为了保证所有钢球中心都在两轴轴线间夹角的平分面上，钢球装于球笼内，从而保证了联轴器主、从动轴之间的夹角变化时，传力点能始终位于夹角的平分线上，因此，球笼式万向联轴器主、从动轴间的传速得以保持同步。 传动方式可采用滑动传动，也可采用滚动传动。采用滑动传动时，为了缓冲和减振，在球臂和传力臂上安装有聚合物缓冲套3。当采用滚动传动时，则在球臂和传力臂上将原装有的缓冲套3改装为滚动件，同时，在球头和臼座之间亦将原装有的缓冲垫改为滚动件，以适应刚性传动的需要。 传动的通用部件，而且也可用于高速传动。该万向联轴器适用范围广泛，尤其是适合于大倾角、径向尺寸受限制工况条件的轴系传动。 2.十字轴式 如右图<十字轴式万向联轴器a>所示，它由两个叉形接头1、3，一个中间联接件2和轴销4(包括销套及铆钉)、5所组成；轴销4与5互相垂直配置并分别把两个叉形接头与中间件2联接起来。这样，就构成了一个可动的联接。这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角(夹角α最大可达35°～45°)，而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当过大时，传动效率会显著降低。 目录 1.零件简介 (2) 2.基本结构参数及技术要求 (3) 3.生产方式及条件 (3) 4.铸造工艺方案 (3) 4.1 浇铸位置和分型面 (3) 4.2 确定工艺参数 (3) 4.3 造型和造芯 (4) 5.浇铸系统的设计 (7) 5.1 浇铸系统类型 (7) 5.2 确定内浇道相关参数 (8) 5.3 确定直浇道的位置和高度 (8) 5.4 浇铸时间及金属液的上升速度 (8) 5.5 浇口比及各组员截面积 (9) 5.6 浇铸系统图示 (10) 6.冒口的设计 (10) 6.1 铸件冒口补缩设计原理 (10) 6.2 冒口相关参数的计算 (10) 6.3 冒口的设置 (11) 6.4 校核冒口数目 (11) 7.冷铁的设计 (11) 7.1 冷铁的设置部位 (11) 7.2 冷铁材料的选择 (11) 7.3 冷铁厚度的确定 (11) 8.设计心得 (14) 9.参考文献 (15) 零件简介 连轴器是机械产品中一种常用的部件，用来连接两轴或轴和回转件，并在传递运动和动力过程中，一同回转而不脱开也不改变转动方向和扭矩大小。连轴器主要分为十字联轴器、夹壳联轴器、万向联轴器、柱销联轴器、梅花联轴器、星形联轴器、弹性联轴器等。 由于制造和安装不可能绝对精确，以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移被联两轴可能出现的相对偏移有： 轴向偏移图a）、径向偏移图b）和角向偏移图c），以及三种偏移同时出现的组合偏移d）两轴相对偏移的出现，将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动。因此，联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力，以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷，改善传动性能，延长机器寿命。为了减少机械传 课题九万向联轴器的维修 万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。万向联轴器的共同特点是角向补偿量较大，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般≤5°-45°之间。万向联轴器有多种结构型式，主要有十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、销轴式、铰杆式等类型。如图9—1所示，十字轴式万向联轴器结构简单、工作可靠，且允许所联接的两轴之间有较大的夹角，故应用最广泛。 图9—1 十字轴式联轴器 1-弹性挡圈；2-轴承外套；3-圆柱滚针；4-密封挡盘； 5-十字轴；6-传动轴叉；7-万向轴叉；8-润滑油嘴 1.1 十字轴式万向联轴器的装配要求 1．十字万向联轴器安装时，首先应按图纸要求，检测万向轴叉上法兰盘栓孔的分布误差、止口及端面联接尺寸的误差和万向联轴器的同轴度误差，还要注意分布置方位和原始相位，联轴器两端原则上都可作主动轴，但注意花键配合处尽量远离振源或冲击源为宜。 2．装配十字轴总成时，应调整好垫片以保证十字轴中心线与叉头中心线的同轴公差，其偏移量为0.06--0.10 mm； 3．万向联轴器装配后，轴叉的两个孔的轴心线应在同一平面上，其偏差不得超过 1°； 4．万向联轴器装配后，滚针滚动灵活，无滚针卡阻，挡圈松动、凸出等现象； 5．滚针轴承和花键采用锂基润滑脂润滑。待组装完后，再从油嘴注入相同油脂充满为止。 1.2十字轴式万向联轴器的装配操作 1．如图9—2所示，在轴承外套的内腔上涂上锂基润滑脂，而后将圆柱滚针均匀地布置在内腔中；在十字轴上涂敷润滑脂，与密封挡盘组合成十字轴承； 图9—2 涂敷润滑脂 2．把传动轴叉装在支架上固定，将十字轴承的对称两轴颈分别装入传动轴叉的两轴承孔内。 3．把万向轴叉装在支架上固定，将装有十字轴承的传动轴叉另一对称的两轴颈装入万向轴叉的两轴承孔内,要求十字轴位于两 轴叉的中部； 4．在安装过程中，如图9—3所示，使用铁锤和专用铜棒将十字轴承轻轻敲进轴叉内。 5．十字轴承的检查，如图9-4所示。 (1)用百分表检查十字轴承与轴颈轴向间隙； (2)用百分表检查十字轴承与轴颈径向间隙 万向联轴器毕业设计 目录 第一章绪论 (1) 1．1 前言 (1) 1．2万向联轴器作用 (2) 1．3万向联轴器的种类及特点 (2) 1．3．1 特点： (2) 1．3．2 种类： (2) 1．3．3 结构： (3) 1．4 课题目的和要求: (3) 1．4．1课题 (3) 1．4．2 设计技术要求与数据 (4) 第二章万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (4) 2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (4) 2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (4) 2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (4) 2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (5) 2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (5) 2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (6) 2．3万向节十字轴设计原则 (8) 2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (8) 2．3．2按表面应力设计十字轴 (9) 2．4轴承的寿命计算 (9) 2．4．1轴承的动扭矩 (9) 2．4．2轴承的寿命计算 (10) 2．5 法兰叉头 (10) 2．5．1 法兰叉头的作用 (10) 2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (10) 2．5．3 叉头根部应力 (10) 第三章万向轴的结构设计 (12) 3．1概述 (12) 3．2 十字轴总成游隙结构设计 (12) 3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (12) 3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (12) 3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (13) 3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (13) 3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (14) 3．4．1十字万向轴标准 (14) 3．4．2 十字万向联轴器的选型 (15) 第四章主要零件的工艺分析 (16) 4．1 法兰叉头零件分析 (16) 4．1．1 零件的作用 (16) 4．1．2 零件的工艺分析 (16) 4．1．2建立数字模型 (17) 4．2确定数控加工工艺方案 (17) 4．2．1划分数控加工工步 (17) 4．2．2选择加工设备 (17) 4．2．3选用加工刀具 (17) 4．2．4 确定切削用量 (18) 4．2．5设计数控程序 (18) 4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (18) 4．2．7 设计数控程序加工路线 (18) 4．2．8设计数控程序刀具路径 (18) 4．2．8 后置处理 (19) 4．2．9加工仿真及程序校验 (19) 4．2．10数控系统轨迹模拟 (19) 4．2．11程序传输和运行 (19) 第五章结语与展望 (20) 什么是联轴器，联轴器装配,找正 马鞍山友能联轴器厂介绍什么是联轴器，如何装配，如何找正，主打产品有十字轴式万向联轴器，弹性联轴器等。网址： https://www.wendangku.net/doc/db17018404.html, ?首页 ?关于 如何进行联轴器的拆卸 作者：admin，2008年10月3日 04:25，分类：联轴器拆卸 简介：拆卸与联轴器装配式相反的过程，两者的目的是不同的。装配过程是按装配要求将联轴器组装起来，使联轴器能安全可靠地传递扭矩。拆卸一般是由于设备的故障或联轴其自身需要维修，把联轴器拆卸成零部件。拆卸的程度… 关键字：联轴器拆卸 拆卸与装配式相反的过程，两者的目的是不同的。装配过程是按装配要求将联轴器组装起来，使联轴器能安全可靠地传递扭矩。 拆卸一般是由于设备的故障或联轴其自身需要维修，把联轴器拆卸成零部件。拆卸的程度一般根据检修要求而定，有的只是要求把联 接的两轴脱开，有的不仅要把联轴其全部分解，还要把轮毂从轴上取下来。联轴器的种类很多，结构各不相同，联轴器的拆卸过程也 不一样，在此主要介绍联轴器拆卸工作中需要注意的一些问题. 由于联轴器本身的故障而需要拆卸，先要对联轴器整体做认真细致的检查（尤其对于已经有损伤的联轴器），应查明故障的原因. 在联轴器拆卸前，要对联轴器各零部件之间互相配合的位置作一些记号，以作复装时的参考。用于高转速机器的联轴器，其联接 螺栓经过称重，标记必须清楚，不能搞错. 拆卸联轴器时一般先拆联接螺栓。由于螺纹表面沉积一层油垢、腐蚀的产物及其它沉积物，是螺栓不易拆卸，尤其对于锈蚀严重 的螺栓，拆卸是很困难的。联接螺栓的拆卸必须选择合适的工具，因为螺栓的外六角或内六角的受力面已经打滑损坏，拆卸会更困难。对于已经锈蚀的或油垢比较多的螺栓，常常用溶剂（如松锈剂）喷涂螺栓与螺母的联接处，让溶剂渗入螺纹中去，这样就会容易拆卸。如果还不能把螺栓拆卸下来，可采用加热法，加热温度一般控制在200℃以下。通过加热使螺母与螺栓之间的间隙加大，锈蚀物也容 易掉下来，使螺栓拆卸变得容易些。若用上述办法都不行时，只有破坏螺栓，把螺栓切掉或钻掉，在装配时，更换新的螺栓。新的螺 栓必须与原使用的螺栓规格一致，用于高转速设备联轴器新更换的螺栓，还必须称重，使新螺栓与同一组法兰上的联接螺栓重量一样. 在联轴器拆卸过程中，最困难的工作是从轴上拆下轮毂。对于键联接的轮毂，一般用三脚拉马或四脚拉马进行拆卸。选用的拉马 应该与轮毂的外形尺寸相配，拉马各脚的直角挂钩与轮毂后侧面的结合要合适，在用力时不会产生滑脱想象。这种方法仅用于过盈比 较小的轮毂的拆卸，对于过盈比较大的轮毂，经常采用加热法，或者同时配合液压千斤顶进行拆卸. 对联轴器的全部零件进行清洗、清理及质量评定是联轴器拆卸后的一项极为重要的工作。零部件的评定是指每个零部件在运转后，其尺寸、形状和材料性质的现有状况与零部件设计确定的质量标准进行比较，判定哪一些零部件能继续使用，哪一些零部件应修复后 使用，哪一些属于应该报废更新的零部件. 没有评论? 联轴器的装配方法 作者：admin，2008年10月3日 04:22，分类：未分类 在联轴器装配中关键要掌握联轴器在轴上的装配、联轴器所联接两轴的对中、零部件的检查及按图纸要求装配联轴器等环节。 一、找正的方法 联轴器找正时，主要测量同轴度（径向位移或径向间隙）和平行度（角向位移或轴向间隙），根据测量时所用工具不同有四种方法。 利用直角尺测量联轴器的同轴度（径向位移），利用平面规和楔形间隙规来测量联轴器的平行度（角向位移），这种方法简单，应用 比较广泛，但精度不高，一般用于低速或中速等要求不太高的运行设备上。如图示：万向联轴节
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