等速万向节的设计(11)

2013年中国石油大学毕业论文,从工厂实际出发,辅以理论计算、阐述

2.2 共轭曲面的解析

共轭曲面就是以实现给定运动规律连续相切的一对曲面。球笼式万向节由钟形壳、星形套、钢球及保持架等零件组成。钟形壳的内径球面与保持架的外径球面组成一个转动定心球面副；保持架的内径球面与星形套的外径球面也组成一个转动定心球面副。两个球面副的球心重合于两轴线的交点。钟形壳内球面上的内沟道、星形套外球面上的外沟道分别与钢球共轭接触。

如图2.2所示，钢球在椭圆环面槽内只有两点接触，可简化为圆与椭圆的接触，使接触点和钢球中心的连线与中间截面的夹角为45°。此外，钢球在与沟道接触时，由于沟道的断面曲线是椭圆形，在沟道边缘E、F两点不会与钢球接触。尤其是在高速转动及有激烈冲击载荷时，也不会发生棱边接触。就整体而言，球笼式万向节是传递两相交轴之间的运动和转矩，且瞬时回转速度比始终为1的空间啮合传动装置。就其中一个钢球而言，它与钟形壳的半椭圆内环面槽和星形套的半椭圆外环面槽分别组成一个共轭传动副。

由文献可知，星形套和钟形壳的最小共轭诱导主曲率相同；星形套与钢球球面最大共轭诱导主曲率大于钟形壳与钢球球面的最大共轭诱导主曲率。星形套是万向节设计中最薄弱的环节之一，要适当增加其有效壁厚，在工艺上，

要增加表面硬度和硬化层深度，确保其使用性能。 [3]

1-星形套；2-钢球；3-保持架；4-钟形壳

图2.2 沟道截面形状

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