【正文】 在次要特別感謝他們！ 同時還要感謝機(jī)械工程學(xué)院的各位老師授予我充實的專業(yè)知識，感謝他們給予我的熱心幫助和指導(dǎo)，使我得以順利地完成論文。 m 萬向軸的設(shè)計 第 ３４ 頁 （ 共 34 頁 ） 致謝 在我進(jìn)行聯(lián)軸器的設(shè)計過程中， 眾多老師和同學(xué)給了我很大的幫助 。 ，以達(dá)到軸頸受力交替使用； 應(yīng)避免長期超載使用和操作事故的發(fā)生； 在工作運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)經(jīng)常觀察萬向聯(lián)軸器是否發(fā)生異常的徑向擺動和軸承發(fā)熱等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)這些 現(xiàn)象必須及時維修； 在可能由于運(yùn)轉(zhuǎn)的萬向聯(lián)軸器引起人身和設(shè)備事故的各個場所必須采用適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)措施。 ３ .6 固定套環(huán)與 叉頭螺釘?shù)倪x擇和校核 由于套環(huán)與叉頭之間存在較大的剪切力，且需要固定軸承位置，故選用絞制螺釘。這種聯(lián)接能精確固定連接件的相對位置，并且能承受橫向載荷，但孔的加工精度較高。 主要零部件的設(shè)計計算及校核 第 ２７ 頁 （ 共 34 頁 ） 剪切強(qiáng)度校核 62 2 5 0 1 0 2 0 . 9 01 0 1 0 5 0 2 2 0 1 4 5Tb ld? ??? ? ?? ? ?N/mm2 所以選材料為 45Mn2 鋼，經(jīng)熱處理后其屈服極限 [ s? ]=750/=214N/mm2 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于花鍵所受的剪應(yīng)力。粘度的大小，直接影響潤滑油的流動性和在摩擦面間形成潤滑油膜的能力，因此粘度是選擇潤滑油的重要依據(jù)。這種潤滑的優(yōu)點(diǎn)在于，油膜強(qiáng)度高；油脂粘附性好，不易流失，使用時間較長；密封簡單，能防止灰塵、水份和其他雜物進(jìn)入軸承。 滴點(diǎn)一般用來評價潤滑脂的高溫性能。因此，軸承工作負(fù)荷越大所選潤 滑油的粘度也應(yīng)越大。萬向聯(lián)軸器叉頭處的軸承轉(zhuǎn)速很小，所以我選用接觸式密封。通常在選擇軸承密封形式時．應(yīng)考慮以下因素， [1].軸承外部工作環(huán)境； [2].軸承的轉(zhuǎn)速與工作溫度； [3].軸的支承結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)； [4].潤滑劑的種類與性能。 主要零部件的設(shè)計計算及校核 第 ２１ 頁 （ 共 34 頁 ） 所以在此設(shè)計中，我選擇了第三種，雙列短圓柱滾子軸承，結(jié)構(gòu)尺寸如下 ： ３ .２ .１滾子沿周的總間隙 滾子沿周向的總間隙 ? 如（圖 14)不宜過大，以防止?jié)L子歪斜一般總間隙 ≤ 滾子直 徑的 2/5 圖 .14 滾針軸承的周向間隙 所選滾子軸承總間隙 )( ?????????? rr ddda ? 。 6 1 14 4 71 6 7 0 5 0 1 0 4 0 2 2 . 4 1 0 1 1 6 . 5 63 . 1 4 1 5 0 ( 8 0 2 0 ) 4 7 1 4 . 0 8 1 0x?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?N/mm2 十字軸的材料預(yù)選 40Cr]1[ 。 2M = ?sin1T （ 15） 由附加彎矩在十字軸軸頸與軸叉孔處產(chǎn)生的附 加作用力 F為 在主動軸叉 上附加作用力的最大值 ?ta n2/ 11m a x1 tFRMF ?? （ 16） 在從動軸叉上附加作用力的最大值 50KN 圖 .9 十字軸式萬向聯(lián)軸器的附加彎矩 a) 從動軸受到最大附加彎矩 ( 1? =0176。時， 從動軸上的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值 ?cos/1max2 TT ? N主動軸與中間軸在空間的軸間角 1? 可用下式表示 12121 ta nta nta n ??? ?? 同樣，從動軸與中間軸在空間的軸間角 2? 的關(guān)系式 22222 ta nta nta n ??? ?? 以上兩式中 1? ， 2? —— 主、從動軸與中間軸在垂直面上的夾角 1? ， 2? —— 主、從動軸與中間軸在水平面上的夾角 設(shè) 111 tan/tantan ??? ? 222 tan/tantan ??? ? 式中 1? ， 2? —— 主、從動軸在垂直中間軸平面內(nèi)與水平面的夾角 50KN 如（圖 5）所示。 ，90176。 50KN1OB ， 39。1B 點(diǎn)， 39。 25176。 SWP型回轉(zhuǎn)直徑為 160640mm，公稱轉(zhuǎn)矩為 ，軸線折角 AF型 ≤10176。 50KN 用于兩相交軸上的可移式剛性聯(lián)軸器（見 圖）。產(chǎn)品不僅用于航空、坦克等軍品上，而且用于國民經(jīng)濟(jì)其它各領(lǐng)域，如：石油化工、鋼鐵、制冷、制藥、船舶、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、有色金屬、發(fā)電、核電等領(lǐng)域。 要縮小與國外萬向軸工業(yè)的差距，就應(yīng)該 對十字軸萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計、疲勞強(qiáng)度設(shè)計、蠕變設(shè)計 ， 跳出傳統(tǒng)的設(shè)計模式，進(jìn)行大膽 的 技術(shù)創(chuàng)新 ，在動力傳輸，軸承潤滑等方面做出更好的改進(jìn)。 （ 4）叉頭端面齒加工的精度還不高，加工的效率還非常低。也有不少用戶要求最終再將花鍵軸進(jìn)行高頻淬火或氮化處理。大小規(guī)格各不相同的叉頭幾乎全都采用鑄鋼制造是我國的普遍現(xiàn)象，比之于技術(shù)先進(jìn)的國家中小規(guī)格都采用模鍛顯然存在差距。由于目前我國供應(yīng)市場上鋼材的供貨渠道非常廣泛，但往往其化學(xué)成分不穩(wěn)定，如若材料的進(jìn)貨檢驗稍有放松，零件的熱處理就會出問題，要么硬度不均，或者達(dá)不到要求的硬度，要么甚 至產(chǎn)生裂紋。和國外的主要差距有以下幾個方面： 1. 材料與熱處理 萬向軸是機(jī)械設(shè)備中用于傳遞動力的重要部件，其主要組成零件均在重負(fù)荷下工作，因此對其制造材料的機(jī)械性能有很高的要求。 （ 2） 撓性聯(lián)軸器 撓性聯(lián)軸器無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，不僅能傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，而且具有不同程度的軸向、徑向、角向補(bǔ)償性能 包括齒式聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器、滑 塊聯(lián)軸器等 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，能傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩；具有不同程度的軸向、徑向、角向補(bǔ)償性能；還具有不同程度的減振、緩沖作用，改善傳動系統(tǒng)的工作性能 包括各種非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器和金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器，各種彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)不同，差異較大，在傳動系統(tǒng)中的作用亦不盡相同 。 萬向軸的分類 萬向軸是 用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件 。另外按當(dāng)前的生產(chǎn)條件，我們的加工設(shè)備普遍都顯得比較陳舊，加工手段落后， 很難達(dá)到精度和質(zhì)量的要求，而且生產(chǎn)效率也比較低。因此，為推動我國傳動聯(lián)結(jié)件行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，今后仍須大力提高研發(fā)能力，從加工設(shè)備、工藝等方面采取措施以適應(yīng)新產(chǎn)品的要求，提高產(chǎn)品附加值和國際競爭能力。 萬向軸作為一類容許兩軸之間具有較大角位移的聯(lián)軸器，在 汽車、冶金機(jī)械、重型機(jī)械、橡膠機(jī)械、石油機(jī)械、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械以50KN （ 3） 安全聯(lián)軸器 安全聯(lián)軸器傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，過載安全保護(hù)。 （１） 十字軸 和軸承套 這兩種零件絕大多數(shù)制造廠都采用低合金結(jié)構(gòu)鋼 20CrMnTi鍛造毛坯，并經(jīng)滲碳淬火熱處理使其表面硬化。正因為存在上述一系列問題，往往使制造廠裝配到萬向軸上的十字軸和軸承套未必都是達(dá)到質(zhì)量要求的合格品。采用鑄造毛坯不僅本身的強(qiáng)度不如鍛鋼，而且容易產(chǎn)生鑄造缺陷。此處存在的問題是：某些制造廠為降低成本甚至直接用軋制圓鋼制造花鍵副，免除對使用性能至關(guān)重要的熱處理工序。 ３ .焊接及探傷問題 目前工業(yè)萬向軸的焊接基本上都是手工焊接，小規(guī)格有的采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。 爭取設(shè)計出 具有回轉(zhuǎn)半徑小、轉(zhuǎn)動慣量低、承載扭矩大、壽命長 、運(yùn)行平穩(wěn)、制造工藝性好、材料成本低等特點(diǎn) 的新型萬向聯(lián)軸器 。 近年來，隨著我國制造業(yè)技術(shù)水平的提高，市場對 “傳動聯(lián)結(jié)件 ”的要求大大提高，其高精度、高速、大扭矩、小體積、低噪聲、高性能（多種控制）、安全高壽命的產(chǎn)品，成為市場急需。兩軸線最大夾角可達(dá) 45176。 m 萬向軸的設(shè)計 第 ８ 頁 （ 共 34 頁 ） （圖 .1） 可移式剛性聯(lián)軸器 在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。 ， G型 ≤5176。 。139。1B 點(diǎn)所對中心角 39。 m 萬向軸的設(shè)計 第 12 頁 (共 34 頁 ) 圖 .4 主 、 從動軸角速度比值與主動軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系 當(dāng) ? 1 =0176。 ， 180176。 圖 .6 雙萬向聯(lián)軸器 a)主，從動軸線相交 b) 主，從動軸線平行 1? ， 2? —— 主，從動軸與中間軸的軸間角 50KN m 萬向軸的設(shè)計 第 １６ 頁 （ 共 34 頁 ） ２ .4十字軸式萬向聯(lián)軸器的傳動效率 十字軸式萬向聯(lián)軸器的傳動效率與兩軸的軸間角、十字軸支承的結(jié)構(gòu)和材料、加工和裝配精度以及潤滑條件等有關(guān)，近似地可按下式計算： 當(dāng)兩軸的軸間角 ? ＜ 45176。 mm（ 11） 當(dāng) 1? =0176。 ,180176。 m 萬向軸的設(shè)計 第 18 頁 （共 34 頁） ?s in2/ 12m a x2 tFRMF ?? （ 17） 3 主要零部件的設(shè)計計算及校核 ３ .１十字軸的結(jié)構(gòu)和計算 十字軸的典型如下圖所示 ,在互相垂直的四個軸頸的中心，有彼此貫通的供油通道，潤滑劑從與兩軸頸成 45176。查書知經(jīng)過熱處理工藝的 40的 s? =800MPa=800N/mm2則 ][ ?? = s? /=800/=≥ ?? =；故當(dāng)十字軸選 40Cr 時滿足條件。 50KN 軸承的密封裝置一般分非接觸式和接觸式兩類。 ３ .２ .５ .軸承的潤滑 運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，軸承內(nèi)部各元件間，均存在不同程度的相對滑動，從而導(dǎo)致摩擦發(fā)熱和元件的磨損。 [3]．軸承的工作轉(zhuǎn)速 工作中，軸承轉(zhuǎn)速愈高，內(nèi)部摩擦發(fā)熱量愈大。軸承的實際工作溫度應(yīng)低于潤滑脂滴點(diǎn)10～ 30℃。其缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)速較高時，摩擦損耗的功率 較大。 在高速或高溫條件