环叉式万向节分度机构的改进及有限元分析.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 环叉式万向节分度机构的改进及有限元分析 口 雷琼红 浙江交通职业技术学院汽车系 杭州 311112 摘 要：针对环叉式万向节在耐久性试验中出现的分度机构小球头易脱出的缺陷，提出了相应的结构改进方案。应 用ANSYS有限元软件建立了这些改进结构的有限元模型，并进行了结构强度的计算分析，结果表明其改进思路是正确的。 关键词：环叉式万向节 分度机构 结构 ANSYS 中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2008)04—0026—04 环叉式万向节是一种新型的等角速万向节 ]，它 字轴传力平面位于两叉轴夹角的平分面上，因此两叉 是在普通双十字轴式万向节的基础上发展而成的，具 轴以相等的角速度旋转。 有结构紧凑、制造简单等优点。为保证传力点位于主、 2 问题分析及改进方案确定 从动叉轴夹角的平分面上，设置了与 Rzeppa型球笼式 等角速万向节相类似的分度机构。在进行耐久性试验 环叉式万向节在进行耐久性试验时，当给万向节 时，发现给万向节加载后，分度机构中分度杆上靠近主 加载后，发现分度杆上靠近主动叉的小球头 A会从球 动叉的小球头很容易从其球腕座内掉出来，导致万向 腕座中掉出来。经过分析，发现：当环叉式万向节的主、 节无法正常工作。通过分析 ，找出引起这种现象的原 从动叉轴问存在夹角时，输入转矩 。通过万向节传递 因，提出改进方案，并利用有限元分析软件对其进行强 后改变方向，此时在万向节内必然会派生出一个--0z 度分析，旨在验证改进后的合理性，为完善环叉式万向 力矩【2】…，其表达式为： 节的结构设计打下良好的基础。 M =一2Mlsin~osin( ／2)41+COS ~ptan~( ／2) M =2 M1maxsin( ／2) 1 环叉式万向节的结构及工作原理 式中： 为主、从动叉轴的夹角；(D为主动叉轴的转角； 环叉式万向节的结构如图1所示 ，主要由主动叉 M … 为万向节传递的最大转矩。 轴、从动叉轴、十字轴、十字环和分度机构等组成。十字 该二次力矩作用在十字环上 ，它使十字环绕自身 轴的两臂不等长，短臂与主动叉轴铰接，长臂与十字环 轴线旋转的分量最终由分度杆及其支承来承受。由于 铰接。十字环除与十字轴长臂铰接外，还通过在十字轴 sin 的周期性 ，在环叉式万向节工作的一个周期内， 长臂的垂直方向上伸出的两根销轴与从动叉轴铰接。 sin~o可正可负，因此二次力矩的大小和方向都是变化 分度机构主要由分度杆和其上的3A-大小不等的球体 的。如图2所示，当二次力矩的方向与图示方向相同时， 组成 ，左端小球头 它通过分度杆将小球头 A压紧在其球腕座内，不会掉 A安装在主动叉轴 出来；但当二次力矩的方向与图示方向相反时，它又通 的球腕座 内，中间 过分度杆向41-拉小球头 A，使小球头 A有被拉出其球 大球体 B插入十字 腕座的趋势。由于球腕的包容角度小于180。，因此当二 轴 上 的分度