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《球笼式等速万向节的球面配合分析_卢曦》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《轴承》2001.№.9①球笼式等速万向节的球面配合分析上海理工大学(上海200093)卢曦张振东【ABSTRACT】Thefitbetweeninnerorouterracesandsphericalsurfaceoncageofconstantveloc-ityuniversaljointwithballbasketanditseffectsonuniversalpropertieshavebeenanalyzed.Theselec-tionmethodforsphericalsurfacefittoleren
2、ce,andoptimumfitclearancehavebeenputforward.与外圈(内圈)球面球心在理论上应重合且无间1前言隙,以满足万向节的等速性要求。实际上加工制球笼式等速万向节(BJ型、DOJ型)的外圈造中不可避免地存在误差,而且球面运动副间相(钟形壳、筒形壳)、内圈(星形套)和保持架三大部互运动需要有足够的配合间隙,以贮藏润滑剂,故件构成了两对球面运动副,即外圈内球面和保持产品设计时应给出球面配合尺寸的公差及公差架外球面;内圈外球面和保持架内球面,如图1、带,控制球面运动副的间隙。球笼式等速万向
3、节图2。保持架引导外圈(内圈)沿保持架球面相对的球面运动副配合间隙对其性能有很大的影响,如球面运动副间隙过大,回转方向间隙、不等速性变大,等速万向节会产生冲击、噪声,除此之外,还会受其他驱动系统的影响产生振动;如果球面运动副间隙过小,使零件磨损加大、寿命降低等。因此,球笼式等速万向节球面运动副配合间隙在设计上要有较严格的要求,以保证最佳的配合间[1]隙。目前球面配合的公差、公差带设计是参照国外同类产品资料和国内轴承行业国家标准制定的。球面公差带取h(H)、e(E)或f(F),按基孔制图1BJ的结构配合,公差等级6级
4、、7级或8级。为了分析简单,假设等速万向节的沟道与球面偏移距是相等的,且钢球中心轨迹半径在传扭时变化很小也认为不变,同时保持架内、外球面的位置公差,保持架和内、外圈球面形状公差,保持架六窗口对称度的影响也忽略不计,则只有等速万向节的球面配合公差影响万向节的中心变化,使其向内(外)沟道中心偏离万向节理论中心,使钢球中心平面偏离输入输出角平分平面(钢球完全由保持架定位,出现同步性误差。图2DOJ的结构2外圈(内圈)球面和保持架球面配运动,使等速万向节的输入轴与输出轴可不在同合的最小极限间隙一直线上,但能保证钢球中心圆平
5、面处于输入轴内圈(外圈)球面和保持架球面之间的相对灵与输出轴的角平分平面上。保持架的内(外)球面活运动,要求两对配合球面存在最小间隙—保证形成润滑油膜。由滚动轴承常用的弹性流体动力①上海理工大学青年基金资助作者注润滑理论可知,相对运动的球面最佳配合间隙为·5·《轴承》2001.№.90.03～0.04mm,它既能保证等速万向节的运转灵22b=r-活,又能使等速万向节具有最佳的使用寿命。4批量生产制造中,根据零件成品尺寸的概率2′b2BO=+δ1-rδ1分布原则,在产品设计图上实际给出两对配合球4面最小极限配合间隙为
6、0,球面配合的最佳间隙22bbδ1Δ1=-+-rδ1(1)通过球面配合的极限最大间隙来控制。由概率分244布知识可求出当最佳间隙在0.03～0.04mm时的3.2外圈与保持架球面配合[2]最小的概率间隙作为配合的最小间隙。当两对球面配合宽度相差较大时,即球笼式3外圈(内圈)球面和保持架配合最等速万向节的外圈和保持架球面配合,为了获得较大的轴间夹角,等速万向节的外圈球面宽度必大极限间隙须大于保持架的球面宽度,而且外圈球面对于万设计图上外圈与内圈球面和保持架球面之间向节中心并不是对称的,整个球面偏离外圈大端的最小极限间
7、隙为0,为获得最佳的配合间隙必面。外圈和保持架球面配合间隙使保持架在外圈须控制它们之间的最大极限间隙,同样通过概率球面有一轴向、径向位移,其移动情况和内圈并不分布可以反推出外圈与内圈球面和保持架球面之[2]完全一样,保持架相对于理论中心左右轴向移动间的最大极限间隙。但两配合球面最大极限间并不对称。隙的最终确定还要满足等速万向节的主要使用性保持架中心平面偏移万向节理论中心平面的能即等速性的要求。[3]最大量Δ2为3.1内圈和保持架配合22如图3,内圈与bδ2bΔ2=Rδ2+--(2)442保持架球面配合关式中δ2外圈
8、与保持架球面配合的极限最系,两对球面宽度相大间隙差较小,可以认为它δ外圈内球面(保持架外球面)公称们的球面配合宽度半径相等,设为b,球面3.2等速性和最大极限间隙公称半径为r,最大等速万向节6个钢球被保持架的6个兜孔利极限间隙为δ1。设用过盈配合固定在一个平面上,因此钢球中心圆计上给出球面直径平面位置完全由保持架位置所决定,保持架相对的公差、公差带,球内、外
