三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法，屬于機械零部件 設(shè)計領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 萬向節(jié)即是實現(xiàn)變角度動力傳遞的機件，它是汽車驅(qū)動系統(tǒng)的萬向傳動裝置的 "關(guān)節(jié)"部件。等速萬向節(jié)是主動軸與從動軸轉(zhuǎn)速相等的萬向節(jié)。一個等速萬向傳動系統(tǒng)一 般由固定式等速萬向節(jié)、滑移式等速萬向節(jié)和中間軸組成。固定式等速萬向節(jié)安裝于車輪 一側(cè)，滑移式等速萬向節(jié)安裝于差速器一側(cè)，中間軸用于連接萬向節(jié)，起到傳遞運動和轉(zhuǎn)矩 的作用?；剖降人偃f向節(jié)包括外套和滾動元件。中間軸的滑動和擺動，能夠帶動滾動元 件滑動和擺動，從而傳遞滑動動力和轉(zhuǎn)矩。三球銷式等速萬向節(jié)為滑移式等速萬向節(jié)中的 一種類型。
[0003] 三球銷式等速萬向節(jié)可以在許可位移范圍內(nèi)自適應(yīng)地調(diào)整軸向間距，降低惡劣工 況導(dǎo)致的振動和沖擊，當(dāng)運轉(zhuǎn)中存在較大軸間角的時候，仍能準確、平穩(wěn)、可靠地傳遞運動。 三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定是綜合性能測試項目中至關(guān)重要的一項，具有非 常重要的實際工程意義。
[0004]目前，三球銷式等速萬向節(jié)的極限滑移曲線的確定只能通過實驗得到。具體方法 是：將三球銷式等速萬向節(jié)的設(shè)計伸縮滑移量均分為N等份，分別測量不同位移條件下對 應(yīng)的最大擺角。測量時，將被測工件置于中心位置，首先沿滑進方向壓縮萬向節(jié)到最大位移 處，擺動萬向節(jié)到使得擺動扭矩傳感器測量值有很大突跳的位置，此時記錄的擺角即為最 大許用工作角度，擺動回復(fù)原位。然后向滑出方向移動至下一測試位置，按上述同樣方法測 試該點的擺角。依次測量每一點至工件最大滑出位置為止。根據(jù)測得的N+1個伸縮滑移點 位置及其對應(yīng)的最大許用工作角度值，得到近似的位移-擺角關(guān)系曲線，也即極限滑移曲 線。
[0005] 但是，上述確定三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的方法需要復(fù)雜的實驗步驟， 不方便實施，而且耗時較長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種能夠方便快捷地確定極 限滑移曲線的三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法。
[0007] 本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用了以下方案：
[0008] 本發(fā)明提供一種三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法，三球銷式等速萬 向節(jié)與中間軸連接，具有槽殼和球銷，槽殼具有溝道，球銷包括銷軸和球面滾子，其特征在 于，包括以下步驟：
[0009] 步驟一，在三球銷式等速萬向節(jié)的對稱截面上，建立直角線坐標系，
[0010] 其中，直角線坐標系的原點為銷軸處于溝道中間時萬向節(jié)中心點的位置，萬向節(jié) 中心點為槽殼的中心線和銷軸的中心線的交點；
[0011] 步驟二，建立中間軸與槽殼的外端面接觸時，萬向節(jié)工作角度與萬向節(jié)中心點的 坐標的方程：
【主權(quán)項】
1. 一種三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法，所述三球銷式等速萬向節(jié)與中 間軸連接，具有槽殼和球銷，所述槽殼具有溝道，所述球銷包括銷軸和球面滾子，其特征在 于，包括以下步驟： 步驟一，在所述三球銷式等速萬向節(jié)的對稱截面上，建立直角線坐標系， 其中，所述直角線坐標系的原點為所述銷軸處于所述溝道中間時萬向節(jié)中心點的位 置，所述萬向節(jié)中心點為所述槽殼的中心線和所述銷軸的中心線的交點； 步驟二，建立所述中間軸與所述槽殼的外端面接觸時，萬向節(jié)工作角度與所述萬向節(jié) 中心點的坐標的方程：
其中，Θ為所述萬向節(jié)工作角度，X為所述萬向節(jié)中心點的坐標，L為所述溝道的長度， R為接觸點到所述槽殼的中心線的距離，r為所述中間軸的半徑； 步驟三，建立所述球面滾子與所述槽殼的內(nèi)底面接觸時，所述萬向節(jié)工作角度與所述 萬向節(jié)中心點的坐標的方程：
其中，R1為所述萬向節(jié)工作角度等于0°時，所述銷軸的中心點到所述中間軸的中心線 的距離，L1S所述球面滾子的球面與所述槽殼的內(nèi)底面接觸時，所述銷軸的中心線到所述 坐標系原點的距離； 步驟四，建立所述球面滾子滑出極限位置時，所述萬向節(jié)工作角度與所述萬向節(jié)中心 點的坐標的方程：
其中，R2為所述球面滾子的中心線與所述槽殼的外端面的交點到所述槽殼的中心線的 距離； 步驟五，根據(jù)所述三球銷式等速萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)尺寸，建立所述萬向節(jié)工作角度為0° 時，所述萬向節(jié)中心點的坐標的約束方程， 當(dāng)所述萬向節(jié)工作角度為0°且所述中間軸向內(nèi)滑入時，所述萬向節(jié)中心點的坐標的 約束方程為：X = -L1, 當(dāng)所述萬向節(jié)工作角度為0°且所述中間軸向外滑出時，所述萬向節(jié)中心點的坐標的 約束方程戈
步驟六，根據(jù)所述三球銷式等速萬向節(jié)的許用角度，建立所述萬向節(jié)工作角度的約束 方程：θ = Θ許， 其中，為許用角度；以及 步驟七，聯(lián)立所述步驟二至六中得到的所有方程，組成方程組：
求解所述方程組的包絡(luò)線，得到所述極限滑移曲線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法，其特征在 于： 其中，所述萬向節(jié)工作角度為所述球面滾子的擺動角度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法，其特征在 于： 其中，所述三球銷式等速萬向節(jié)的許用角度為所述三球銷式等速萬向節(jié)的最大工作角 度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法，其特征在 于： 其中，所述球面滾子滑出的極限位置為所述球銷的中心平面與所述槽殼的外端面相交 時所述球面滾子的位置。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三球銷式等速萬向節(jié)極限滑移曲線的確定方法，包括以下步驟：建立直角線坐標系；建立中間軸與槽殼的外端面接觸時，萬向節(jié)工作角度與萬向節(jié)中心點的坐標的方程；建立球面滾子與槽殼的內(nèi)底面接觸時，萬向節(jié)工作角度與萬向節(jié)中心點的坐標的方程；建立球面滾子滑出極限位置時，萬向節(jié)工作角度與萬向節(jié)中心點的坐標的方程；建立萬向節(jié)工作角度為0°時，萬向節(jié)中心點的坐標的約束方程；建立萬向節(jié)工作角度的約束方程；以及聯(lián)立以上所有方程，組成方程組，求解方程組的包絡(luò)線，得到極限滑移曲線。本發(fā)明的極限滑移曲線的確定方法能夠方便快捷地確定三球銷式等速萬向節(jié)的極限滑移曲線。
【IPC分類】F16D3-205
【公開號】CN104675873
【申請?zhí)枴緾N201510102765
【發(fā)明人】盧曦, 左力
【申請人】上海理工大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月10日