【正文】 端面齒加工的精度還不高，加工的效率還非常低。除無錫市萬向軸廠外還尚未得到其他廠采用埋弧焊的信息。焊縫多用超聲波探傷，十字軸采用著色探傷，并非每個(gè)廠都使用了這些手段。 ５ .油漆問題 目前我國工業(yè)萬向軸的表面涂漆質(zhì)量普遍處于較低水平。 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(jì)、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)、蠕變設(shè)計(jì) ， 跳出傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，進(jìn)行大膽 的 技術(shù)創(chuàng)新 ，在動(dòng)力傳輸，軸承潤滑等方面做出更好的改進(jìn)。 產(chǎn)銷狀況和市場預(yù)測 當(dāng)前國內(nèi)對傳動(dòng)聯(lián)結(jié)件的需求正在不斷地增長，不僅在數(shù)量上、價(jià)格上，而且還對其品種、質(zhì)量和性能上有更高的要求。傳動(dòng)聯(lián)結(jié)件產(chǎn)品由于應(yīng)用廣泛，隨著中國裝備制造業(yè)的發(fā)展，是很有潛在市場的基礎(chǔ)零部件產(chǎn)品。 50KN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。 行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢 由于用戶對產(chǎn)品性能的需求不斷提高以及機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展，對傳動(dòng)聯(lián)結(jié)件提出了更高的性能要求，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面 ： (1)高速性； (2)高 可靠性； (3)結(jié)構(gòu)小型化； (4)無間隙化； (5)高精度化； (6)低噪聲化； (7)易維護(hù)性。主要用于兩軸要求嚴(yán)格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對位移的地方，根據(jù)補(bǔ)償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。 用于兩相交軸上的可移式剛性聯(lián)軸器 （見圖）。廣泛用于機(jī)床、汽車、精密機(jī)械和重型機(jī)械等。當(dāng)主動(dòng)軸以等角速度 1旋轉(zhuǎn)時(shí)，如兩軸線夾角為α，則從動(dòng)軸的角速度ω 2 將在ω 1cos≤ω 2≤ω 1/cos 的范圍內(nèi)作周期性變化，從而引起附加動(dòng)載。為克服上述缺點(diǎn)，可采用雙聯(lián)萬向聯(lián)軸器，即用一根中間軸聯(lián)接兩個(gè)萬向聯(lián)軸器，安裝時(shí)使主、從動(dòng)軸與中間軸的軸線夾角相等，并使兩端的叉形零件處在同一平面內(nèi)，這樣能使主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的角速度隨時(shí) 相等。 50KN聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。選擇時(shí)先應(yīng)根據(jù)工作要求選定合適的類型，然后按照軸的直徑計(jì)算扭矩和轉(zhuǎn)速，再從有關(guān)手冊中查出適用的型號，最后對某些關(guān)鍵零件作必要的驗(yàn)算。 m十字軸 式萬向聯(lián)軸器。 SWP型回轉(zhuǎn)直徑為 160640mm，公稱轉(zhuǎn)矩為 ，軸線折角 AF型 ≤10176。 ； SWC型回轉(zhuǎn)直徑為 100620mm，公稱轉(zhuǎn)矩為，軸線折角為 15176。 。 十字軸式萬向聯(lián)軸器具有以下特點(diǎn)： a、承載能力高 與其它型式的萬向聯(lián)軸器比較，在回轉(zhuǎn)直徑相同 的條件下，能傳遞更大的扭矩，這對于回轉(zhuǎn)直徑受到嚴(yán)格限制的機(jī)械設(shè)備更為重要； b、傳遞效率高 傳遞效率高達(dá) %，用于大功率傳動(dòng)節(jié)能顯著，可降低電耗515％； c、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低 用于軋機(jī)傳動(dòng)，可提高軋材質(zhì)量，提高機(jī)器性能，改善操作者的勞動(dòng)條件。 25176。 ２ . ]2[ 單 萬向聯(lián)軸節(jié) 十字軸式萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)原理如 （圖 2）所示，主、從動(dòng)軸上的叉形件 (軸叉 ) 3 與中間的十字軸 2 分別以鉸鏈聯(lián)接，當(dāng)兩軸有角位移時(shí)，軸叉 3 繞各自固定軸線回轉(zhuǎn)，而十字軸則作空間運(yùn)動(dòng)。 m 萬向軸的設(shè)計(jì) 第 10 頁 （共 34 頁） （圖 .2）十字萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡圖 1， 3—— 軸叉 2—— 十字軸 當(dāng)兩軸的軸間角不等于零時(shí)，任一瞬時(shí)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角與從動(dòng)軸轉(zhuǎn)角如（圖 3）所示。由于 OB 垂直于 OA，因此，當(dāng)主動(dòng)軸叉轉(zhuǎn)過角 ? 1 ，在投影面上 0A 點(diǎn)轉(zhuǎn)至 39。1B 點(diǎn)， 39。BO 與 39。AO 仍保持垂直關(guān)系，即139。0 ??? BOB 。1OB ， 39。39。0 BOB? 即為從動(dòng)軸轉(zhuǎn)角 2? ，由幾何關(guān)系可得： 選題背景 第 11 頁 （共 34 頁） 2112 tan/tanc o sc o s/tantan ???? ?? aa 或 （ 1） 式中 α —— 兩軸的軸間角 1? , 2? —— 主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角 由上式可知主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角之比與軸間角 α 有關(guān)。 ，故可將上式改寫成 Δ ? = )2sin4arc tan(12 ?a （ 3） 當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角 1? =45176。 50KN 或 180176。當(dāng) ? 1 =90176。 時(shí)，從動(dòng)軸角速度至最小值， acos1min2 ?? ? 。 ，90176。 和 270176。由于從動(dòng)軸角速度波動(dòng)將引起沖擊和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。 雙萬向聯(lián)軸節(jié) 由于單萬向聯(lián)軸節(jié)從動(dòng)軸的角速度 作周期變化，因而傳動(dòng)中將產(chǎn)生附加動(dòng)載荷，使軸發(fā)生振動(dòng)。 如（圖 5）所示。 m 萬向軸的設(shè)計(jì) 第 14 頁 （共 34 頁） 當(dāng) 1? = 2? 時(shí)， ? 1 ＝ ? 2 ，由此可使主、從動(dòng)軸間沒有轉(zhuǎn)角差，消除了主動(dòng)等速回轉(zhuǎn)而從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)的現(xiàn)象。 為保證主、從動(dòng)軸的角速度相等，即角速比恒等于 1，雙萬向聯(lián)軸節(jié)必須滿足以下兩個(gè)條件： 1） 主動(dòng)軸與中間軸的夾角必須等于從動(dòng)軸與中間軸的夾角，即 β1=β3 ； 2） 中間軸兩端的叉面必須位于同一平面內(nèi)。 在聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中．主從動(dòng)軸需要相對移動(dòng)時(shí)，為了滿足上述三個(gè)條件，應(yīng)根據(jù)軸線位移的性質(zhì)，確定相應(yīng)的布置形式，對于要求平行移動(dòng)的軸線，應(yīng)采用（圖7） a）的 z型布置，對于要求有角位移的軸線，宜采用（圖 8） b）的 M型布置。主動(dòng)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(dòng)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(dòng)軸與中間軸在垂直面上的夾角 1? ， 2? —— 主、從動(dòng)軸與中間軸在水平面上的夾角 設(shè) 111 tan/tantan ??? ? 222 ta n/ta nta n ??? ? 式中 1? ， 2? —— 主、從動(dòng)軸在垂直中間軸平面內(nèi)與水平面的夾角 50KN 時(shí) ???? 21 Rd?? （ 8） 當(dāng)兩軸的軸間角 ? ＞ 25176。 時(shí) )t a n2t a n2(11 ????? ??? Rd （ 9） 以上兩式中 d—— 十字軸軸頸的直徑 R—— 十字軸中心至軸頸支承長度中點(diǎn)的距離 ? —— 十字軸軸頸與軸叉支承的摩擦系，其值與軸承類型有關(guān)：對滑動(dòng)軸承，? ＝ ～ ；對滾動(dòng)軸承，可取 ? =～ 通常，當(dāng) ? ＝ 25176。 ２ .5十字軸式萬向聯(lián)軸器的受 力分析 根據(jù)瞬時(shí)功率相等條件，從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩為 ???2112 TT ? 或 ?? ??c os c oss in1 12212 ?? TT （ 10） 當(dāng) 1? =90176。時(shí)， 從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值 ?cos/1max2 TT ? N和 180176。 mm（ 12） 由轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生作用于主動(dòng)軸叉孔和十字軸頸處的圓周力 RTFt 2/11 ? 。或 270176。 圖 .9 十字軸式萬向聯(lián)軸器的附加彎矩 a) 從動(dòng)軸受到最大附加彎矩 ( 1? =0176。 ) b) 主動(dòng)軸受到最大附加彎矩 ( 1? =90176。 ) 1M = ?tan1T （ 14） 當(dāng)聯(lián)軸器主從動(dòng)軸叉處在圖 29． 4— 9 a 所示位置，即 1? =0176。時(shí)。 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(dòng) 軸叉上附加作用力的最大值 ?ta n2/ 11m a x1 tFRMF ?? （ 16） 在從動(dòng)軸叉上附加作用力的最大值 50KN的進(jìn)油口注入，并從軸頸端部的油槽流到軸承表面．潤滑劑也可從軸頸端部或十字軸中部注入．后兩種不是因使用不方便就是因維護(hù)保養(yǎng)困難，故應(yīng)用 不及第一種廣泛。 十字軸的材料一般為中碳合金鋼，如 40Cr， 42CrMo；或低碳合金鋼，如 18CrMoTi、20MnVB、 20CrMo 等，經(jīng)滲碳淬火后，表面硬度達(dá) HRC58— 64。 mm 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 第 １９ 頁 （共 34 頁） R—— 十字軸中心到軸頸中部的距離 mm s—— 軸頸中部至軸肩的距離 mm d、 d1 —— 軸頸直徑和內(nèi)徑 mm ][?? —— 十字軸材料的許用彎曲應(yīng)力，一般取 ][ ?? ＝ s? ／ 3～ N/mm2 s? —— 十字軸材料的屈服極限 N/mm2 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的已知數(shù)據(jù)得： eT = 61050? N 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[ 。 ]3[ ３ .２十字軸支承的結(jié)構(gòu)和計(jì)算 大型十字軸支承一般都采用滾動(dòng)元件支承，滾動(dòng)支承的結(jié)構(gòu)型式與聯(lián)軸器的尺寸大小和傳遞轉(zhuǎn)矩的大小有關(guān)，（圖 11）為無保持架的滾針軸承結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸較小， 但摩擦阻力大，滾針易傾斜折斷，也易損壞十字軸軸頸表面，一般適用于外形尺較小，對承載要求不高的場合。由于有保持架隔離滾針減少摩擦阻力，且因縮短滾針