等速萬向節(jié)
關(guān)注創(chuàng)建者：Adam_7679 創(chuàng)建時間：2020-09-22
等速萬向節(jié)的視頻教程
萬向節(jié)的簡化教程
選題背景及意義 ?通過簡單的例子使讀者掌握abaqus萬向節(jié)簡化的基本流程。 通過基本流程介紹從而拋磚引玉，帶領(lǐng)讀者入門。 ?介紹一種在大型復(fù)雜裝配中簡化萬向節(jié)為梁單元設(shè)置技巧。 大型萬向節(jié)接觸計算時由于接觸對過多會造成分析結(jié)果不收斂，將銷軸轉(zhuǎn)換為梁單元會將非線性問題轉(zhuǎn)化為線性計算，提高收斂性及效率。
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HyperMesh+LS-DYNA_萬向節(jié)連接關(guān)系_連接變形體和變形體
本期視頻利用汽車上一個零部件有限元模型，講解在HyperMesh中，LS-DYNA工作環(huán)境下，如何在兩個變形體之間創(chuàng)建萬向節(jié)連接關(guān)系。
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等速萬向節(jié)的實例教程
類型
按彈性分
傳動軸按其重要部件--萬向節(jié)的不同，可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)傳動軸和撓性萬向節(jié)傳動軸。
1. 剛性萬向節(jié):靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞動力的。
2.撓行萬向節(jié):靠彈性零件傳遞動力，并具有緩沖減振作用。
按角速率分
剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)(如十字軸式萬向節(jié))、準(zhǔn)等速萬向節(jié)(如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié))和等速萬向節(jié)(如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié))。等速與不等速，是指從動軸在隨著主動軸轉(zhuǎn)動時，兩者的轉(zhuǎn)動角速率是否相等而言的，當(dāng)然，主動軸和從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。
1. 等速萬向節(jié):
主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時仍然相等的萬向節(jié)，稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。它們主要用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、斷開式驅(qū)動橋等的車輪傳動裝置中，主要用于轎車中的動力傳遞。
2. 不等速萬向節(jié):
主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時不相等的萬向節(jié)，稱為不等速萬向節(jié)，也叫做十字軸式萬向節(jié)。
十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸在汽車傳動系中用得最廣泛，歷史也最悠久。當(dāng)轎車為后輪驅(qū)動時，常采用十字軸式萬向節(jié)傳動軸，對部分高檔轎車，也有采用等速球頭的;當(dāng)轎車為前輪驅(qū)動時，則常采用等速萬向節(jié)--等速萬向節(jié)也是一種傳動軸，只是稱謂不同而已。平時所說的傳動軸一般指的就是十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸。十字軸式剛性萬向節(jié)主要用于傳遞角度的變化，一般由突緣叉、十字軸帶滾針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動叉、中間連接叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸向固定件等組成。
突緣叉是一個帶法蘭的叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用球墨鑄鐵的砂型鑄造件和中碳鋼或中碳優(yōu)質(zhì)合金鋼的精密鑄造件。突緣叉一般帶一個平法蘭，也有帶一個端面梯形齒法蘭的。十字軸帶滾針軸承總成一般包括四個滾針軸承、一個十字軸、一個滑脂嘴。
展開 在前驅(qū)汽車中，常通過軸向滑移式等速萬向節(jié)和固定式等速萬向節(jié)的組合使用，在變速箱輸出軸和驅(qū)動軸存在一定夾角時實現(xiàn)動力的平穩(wěn)傳遞。對于前驅(qū)的純電動汽車，驅(qū)動軸等速萬向節(jié)在全油門工況下的大扭矩傳遞，對車輛的振動噪聲水平有重要影響。
本文針對某純電動汽車在全油門加速工況下驅(qū)動軸的異響問題，結(jié)合主觀評價和振動噪聲測試，對異響源進(jìn)行了優(yōu)先級排序，鎖定異響至驅(qū)動軸。結(jié)合驅(qū)動軸的三銷軸式萬向節(jié)和球籠式等速萬向節(jié)的工作特性，明確異響來自球籠式萬向節(jié)內(nèi)部，并提出了采用潤滑性和抗磨性能更好的油脂進(jìn)行改善的途徑，有效解決了該問題，為同類型問題處理提供了參考。
1理論分析
1.1振動優(yōu)先級排序
異響源排查過程中，需要對各點振動信號的優(yōu)先級進(jìn)行排序，從而確定最高級的振動點和傳遞路徑。希爾伯特變換法在確定測點之間的優(yōu)先級排序上具有較好的效果，可采用此方法來判斷振源和傳遞路徑。
展開 傳動軸萬向節(jié)異響
前驅(qū)動等速萬向節(jié)若有故障，在車輛行駛中，特別是在轉(zhuǎn)彎或急加速時，會發(fā)出異響。裝有十字軸的萬向節(jié)若有故障，當(dāng)車輛低速行駛時，在車身下部能聽到一種干摩擦似的響聲，車速提高時響聲顯著，車速降低響聲也不會消失。等速萬向節(jié)異響是因為萬向節(jié)游隙過大或發(fā)卡。引起萬向十字軸異響的主要原因是沒有潤滑裝置或維修不及時。
解決辦法：去維修站涂潤滑脂或維修。
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TJ萬向節(jié)是外套滾道封閉，外套腔內(nèi)有三銷架總成的伸縮型萬向節(jié)。GI節(jié)型為外套腔內(nèi)可以帶有壓縮彈簧的TJ型萬向節(jié)。DO萬向節(jié)為具有六個鋼球，內(nèi)套和外套各具有六個直滾道、滾道的徑向截面為橢圓形，鋼球與滾道為四點接觸的伸縮型等速萬向節(jié)。AAR節(jié)為優(yōu)化的GI節(jié)。VL萬向節(jié)為具有六個鋼球，內(nèi)套和外套各具有六個直滾道、相鄰的兩個直滾道沿軸向等角度反向斜置的伸縮型等速萬向節(jié)，但該節(jié)型價格較貴。圖2列出了AAR節(jié)和DO節(jié)結(jié)構(gòu)圖。
由于這些節(jié)型結(jié)構(gòu)本身的原因，難以避免的產(chǎn)生階次振動。GI節(jié)、TJ節(jié)和AAR節(jié)會產(chǎn)生驅(qū)動半軸的三階振動，DO節(jié)和VL節(jié)會產(chǎn)生驅(qū)動半軸的六階振動。滿足產(chǎn)生整車抖動的激勵都是低頻振動。階次為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作頻率與其轉(zhuǎn)速的比值，數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式（1）。
式中f為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作頻率，n為旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速，對于驅(qū)動半軸來說，n為半軸轉(zhuǎn)速，O為階次，對于GI、TJ和AAR階，O為3，對于DO和VL節(jié)型，O為6。
2.3 評價指標(biāo)
振動階次采用振動速度矢量和RSS值作為評價指標(biāo)。參考公式2。
X(rpm,f)、Y(rpm,f)、Z(rpm,f)分別為 X、Y和Z向驅(qū)動軸一階的振動速度RMS值。
3 問題來源
某純電動車整車在NVH性能主觀評價過程中發(fā)現(xiàn)存在急加速抖動嚴(yán)重，主觀評價5.5分，不可接受。跟蹤驅(qū)動半軸轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)存在明顯的半軸3節(jié)振動，該節(jié)型為GI節(jié)型。方向盤和座椅導(dǎo)軌振動見圖3所示。
圖3 方向盤和座椅導(dǎo)軌振動頻譜
方向盤和座椅導(dǎo)軌存在明顯的三階振動，車速分別在50Km/h，90Km/h左右。這種抖動是由于驅(qū)動軸物理結(jié)構(gòu)所致，不能完全消除，但可降低。
4 路徑分析
三銷式驅(qū)動軸產(chǎn)生三階軸向慣性力，軸向慣性力通過動力單元懸置，傳至車身座椅導(dǎo)軌及方向盤，導(dǎo)致該純電動車產(chǎn)生整車急加速抖動。傳遞路徑見圖4所示。
展開 傳動軸：傳動軸總成由外萬向節(jié)（RF節(jié)）、內(nèi)萬向節(jié)（VL節(jié)）和花鍵軸組成，RF節(jié)和VL節(jié)均為球籠式等速萬向節(jié)。VL節(jié)用螺栓與差速器傳動軸凸緣相連接，RF節(jié)通過外星輪端部的花鍵軸與前輪相連接，左、右前輪分別由1根等速萬向節(jié)傳動軸驅(qū)動。
主減速器
主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機(jī)縱置的汽車來說，主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。
汽車正常行駛時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸會越大。另外，轉(zhuǎn)速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級傳動機(jī)構(gòu)的傳動負(fù)荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器，可使主減速器前面的傳動部件如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，也可變速箱的尺寸質(zhì)量減小，操縱省力。 現(xiàn)代汽車的主減速器，廣泛采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪工作時，齒面間的壓力和滑動較大，齒面油膜易被破壞，必須采用雙曲面齒輪油潤滑，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。
差速器
驅(qū)動橋兩側(cè)的驅(qū)動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角速度旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向行駛時，由于外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪移過的距離大，將使外側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑拖，而內(nèi)側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎
制造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。 車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉(zhuǎn)向困難、制動性能變差。為使車輪盡可能不發(fā)生滑動，在結(jié)構(gòu)上必須保證各車輛能以不同的角速度轉(zhuǎn)動。
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萬向節(jié)（胡克氏關(guān)節(jié)）
最近研究的是運動仿真，因此使用了多體動力學(xué)來仿真，從總模型中拆下來一個萬向節(jié)，對其施加運動副，本文主要研究的方向有：①萬向節(jié)的運動副如何建立②從多體動力學(xué)中導(dǎo)出MotionLoad.txt文檔導(dǎo)入靜力學(xué)進(jìn)行力學(xué)仿真。
推薦當(dāng)運動副很多的時候，最高的效率就是現(xiàn)在剛體動力學(xué)中計算，因為剛體不需要劃分真正的網(wǎng)格，所以對于很多運動副的結(jié)構(gòu)基本2-3s
依據(jù)金屬塑性成形時的變形溫度不同，精密冷鍛成形可分為冷鍛成形、溫度成形、亞熱鍛成形、熱精鍛成形等，生產(chǎn)的汽車零部件包括：汽車離合器接合齒圈、汽車變速器的輸入軸零件、軸承圈、汽車等速萬向節(jié)滑套系列產(chǎn)品、汽車差速器齒輪、汽車前軸等。
DO萬向節(jié)為具有六個鋼球，內(nèi)套和外套各具有六個直滾道、滾道的徑向截面為橢圓形，鋼球與滾道為四點接觸的伸縮型等速萬向節(jié)。AAR節(jié)為優(yōu)化的GI節(jié)。VL萬向節(jié)為具有六個鋼球，內(nèi)套和外套各具有六個直滾道、相鄰的兩個直滾道沿軸向等角度反向斜置的伸縮型等速萬向節(jié)，但該節(jié)型價格較貴。圖2列出了AAR節(jié)和DO節(jié)結(jié)構(gòu)圖。
由于這些節(jié)型結(jié)構(gòu)本身的原因，難以避免的產(chǎn)生階次振動。
傳動軸萬向節(jié)異響
前驅(qū)動等速萬向節(jié)若有故障，在車輛行駛中，特別是在轉(zhuǎn)彎或急加速時，會發(fā)出異響。裝有十字軸的萬向節(jié)若有故障，當(dāng)車輛低速行駛時，在車身下部能聽到一種干摩擦似的響聲，車速提高時響聲顯著，車速降低響聲也不會消失。等速萬向節(jié)異響是因為萬向節(jié)游隙過大或發(fā)卡。引起萬向十字軸異響的主要原因是沒有潤滑裝置或維修不及時。
關(guān)注我們，每天掌握一些機(jī)械知識！
本期我們使用 SOLIDWORKS 來制作十字軸萬向節(jié)傳動軸的動畫，動圖內(nèi)播放的是由 SOLIDWORKS Visualize 渲染完成的動畫。
在前驅(qū)汽車中，常通過軸向滑移式等速萬向節(jié)和固定式等速萬向節(jié)的組合使用，在變速箱輸出軸和驅(qū)動軸存在一定夾角時實現(xiàn)動力的平穩(wěn)傳遞。對于前驅(qū)的純電動汽車，驅(qū)動軸等速萬向節(jié)在全油門工況下的大扭矩傳遞，對車輛的振動噪聲水平有重要影響。
球籠式萬向節(jié)是目前應(yīng)用最廣泛的等速萬向節(jié)。為啥能等速呢？因為萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點永遠(yuǎn)位于兩軸交角的平分面上，無論傳動方向如何變化，六個鋼球同時傳力。
踩完離合會發(fā)生什么？
齒形離合器位于發(fā)動機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，汽車行駛時，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機(jī)與變速箱暫時分離和逐漸接合。
汽車為什么能倒車？
球籠式萬向節(jié)是目前應(yīng)用最廣泛的等速萬向節(jié)。為啥能等速呢？因為萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點永遠(yuǎn)位于兩軸交角的平分面上，無論傳動方向如何變化，六個鋼球同時傳力。
踩完離合會發(fā)生什么？
齒形離合器位于發(fā)動機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，汽車行駛時，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機(jī)與變速箱暫時分離和逐漸接合。
汽車為什么能倒車？
按角速率分
剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)(如十字軸式萬向節(jié))、準(zhǔn)等速萬向節(jié)(如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié))和等速萬向節(jié)(如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié))。等速與不等速，是指從動軸在隨著主動軸轉(zhuǎn)動時，兩者的轉(zhuǎn)動角速率是否相等而言的，當(dāng)然，主動軸和從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。
1. 等速萬向節(jié):
主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時仍然相等的萬向節(jié)，稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。
