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目录
第一章 绪 论 (1)
1．1 前言 (1)
1．2万向联轴器作用 (3)
1．3万向联轴器的种类及特点 (3)
1．3．1 特点： (3)
1．3．2 种类： (3)
1．3．3 结构： (3)
1．4 课题目的和要求: (5)
1．4．1课题 (5)
1．4．2 设计技术要求与数据 (5)
第二章 万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (6)
2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (6)
2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (6)
2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (6)
2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (7)
2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (7)
2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (9)
2．3万向节十字轴设计原则 (12)
2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (12)
2．3．2按表面应力设计十字轴 (13)
2．4轴承的寿命计算 (14)
2．4．1轴承的动扭矩 (14)
2．4．2轴承的寿命计算 (14)
2．5 法兰叉头 (15)
2．5．1 法兰叉头的作用 (15)
2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (15)
2．5．3 叉头根部应力 (15)
第三章 万向轴的结构设计 (17)
3．1概述 (17)
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3．2 十字轴总成游隙结构设计 (17)
3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (17)
3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (19)
3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (20)
3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (20)
3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (21)
3．4．1十字万向轴标准 (21)
3．4．2 十字万向联轴器的选型 (22)
第四章 主要零件的工艺分析 (25)
4．1 法兰叉头零件分析 (25)
4．1．1 零件的作用 (25)
4．1．2 零件的工艺分析 (25)
4．1．2建立数字模型 (26)
4．2确定数控加工工艺方案 (26)
4．2．1划分数控加工工步 (26)
4．2．2选择加工设备 (27)
4．2．3选用加工刀具 (27)
4．2．4 确定切削用量 (27)
4．2．5设计数控程序 (27)
4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (28)
4．2．7 设计数控程序加工路线 (28)
4．2．8设计数控程序刀具路径 (28)
4．2．8 后置处理 (29)
4．2．9加工仿真及程序校验 (29)
4．2．10数控系统轨迹模拟 (29)
4．2．11程序传输和运行 (30)
第五章 结语与展望 (30)
谢 辞 (31)
参考文献 (32)
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第一章 绪 论
1．1 前言
UOE 钢管应用范围十分广阔，不仅应用于铺设长距离高压输油气管线，并且已经扩展到以气体，液体作为推动力输送矿石、谷物、石油、煤炭。在工程建设中用于海底隧道，海底打桩，防坡堤及海上采油平台等，在其它领域还用于高压容器，机架外壳等。
市场与效益分析（ANALYSIS OF MARKET AND RETURNS ）
国内市场分析：UOE 钢管的市场十分广阔，据国家“十一五”规划，到2010年我国新建原油、天然气、成品油、煤浆管道总长度近40000公里，共需UOE 钢管约3000万吨。我公司已先后在西气东输支线、内蒙长呼天然气输送管线、长东海大桥等重大管线工程中中标，共销售UOE 钢管5万吨，实现销售额3.5国际市场分析：国际上，俄罗斯、土库曼斯坦及中东地区国家进入中国的油气资源将通过海底管道输送到韩国、日本等对能源需求量较大的国家，预计全球总需求量将在16000万吨左右，可以说市场十分广阔。目前国际上在建的几条大型天然气管线项目中，除采用了德国和日本的UOE 钢管外，也大量采用了我们公司的产品。如伊朗国家天然气（NIGC ）主持修建的4000多公里的天然气管线的干线管中，我们公司作为国内唯一通过资格预审的投标人，最终力挫日本钢管厂与德国欧洲钢管公司一举中标。目前我们已经发出近7.5万吨钢管，并一次性全部通过国际监理机构SGS 的验收，获得了NIGC 的大力好评，在行业内稳稳占据了重要一席。此前我们也陆续往巴基斯坦、阿联酋、加拿大和美国出口了大量钢管，实现出口总额近6000万美元。
UOE 钢管轧制工艺流程图如图1-1、1-2、1-3所示，轧制中连轧管机和脱管机中的主动夹棍的的运动均由电机、联轴器、变速箱、齿轮箱和十字轴万向联轴器驱动，如图1-4所示.
图1-1 UOE 钢管轧制工艺流程示意图
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图1-2 UOE 连轧管机示意图 图
1-3夹棍的工作示意图
图1-4 主动夹棍的传动系统
十字轴式万向联轴器是一种最常用的联轴器。利用其结构的特点能使不在同一轴线或轴线折角较大或轴向移动较大的两轴等角速连续回转，并可靠地传递转矩和运动。能广泛应用于冶金、起重、工程运输、矿山、石油、船舶、煤炭、橡胶、造纸机械及其它重机行业的机械轴系中传递转矩。
联轴器是联接原动机与工作机的重要部件，它的损坏将导致机器的停顿，甚至波及到整条作业线，因此对其可靠性的要求相当高。但是，十字轴式万向联轴器所处的条件又往往是很苛刻的，例如：在轧机传动中，由于所联接的轧辊的直径有一定限制，因而联轴器的回转直径也相应受到限制，轧制过程中的实际转矩往往接近联轴器的疲劳转矩，稍有不当还会超出，这种过载现象如频繁出现，就会大大降低疲劳寿命，从而使之过早失效或损坏。另外，十字轴式万向联轴器空间几何位置的要求也较高，如有不当，就会出现附加转矩，这些附加转矩也会降低其寿命并影响其传输效率。对于大型联轴器来说，由于维修技术不到位和平衡系统调整不当，也会带来相当于转矩级别的附加载荷或者更大，有的甚至使十字1．2万向联轴器作用
用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
1．3万向联轴器的种类及特点
1．3．1 特点：
万向联轴器最大的特点是具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般≤5°-45°之间。万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。
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1．3．2 种类：
万向联轴器有多种结构型式，例如：十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、三销式、三叉杆式、三球销式、铰杆式等，最常用的为十字轴式，其次为球笼龙，在实际应用中根据所传递转矩大小分为重型、轻型和小型。
1．3．3 结构：
（1）：十字轴式
如图1-1所示，它由两个叉形接头1、3，一个中间联接件2和轴销4(包括销套及铆钉)、5所组成；轴销4与5互相垂直配置并分别把两个叉形接头与中间件2联接起来。这样，就构成了一个可动的联接。这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角(夹角α最大可达35°～45°)，而且在机器运转时，夹角发生改
图1-1 十字轴式
变仍可正常传动；但当过大时，传动效率会显著降低。
这种联轴器的缺点是:当主动轴角速度ω1为常数时，从动轴的角速度 并不是常数，而是在一定范围内(ω1cos α≤ω3≤ω1/cos α)变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成对使用(右图<十字轴式万向联轴器b>)，但应注意安装时必须保证轴、 轴与中间轴之间的夹角相等，并且中间轴的两端的叉形接头应在同一平面内(右图<双万向联轴器>)。
只
图1-2 球笼式万向联轴器
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（3）：球铰式
图1-5球铰式
1．4 课题目的和要求:
1．4．1课题
设计用于宝钢UOE 焊管线上下夹送辊的SWC250要求根据该产品的特点,完成该产品的零件设计计算和机械结构CAD 等任务。
1．4．2 设计技术要求与数据
（1）设计的数据
1.公称扭矩31.5KN/m ，疲劳转矩为16KN/m ，轴线折角≤10°。
2.连接法兰的回转直径为250mm,DH 短伸缩焊接式。
3.主电机功率250KW,送辊转速n=80rpm ，送辊最小直径Dmin=400mm 。
4.使用寿命5000h.
（2）设计的技术要求
1.主要适用于低速、重载工况条件。
2.为保证主、从动端的同步性，十字轴式万向联轴器采用双联式。
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第二章 万向联轴器的运动学分析和动力学分析
2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析
2．1．1 十字万向联轴器结构总成
十字轴式万向联轴器主要由法兰叉头、十字轴总成、焊接叉头花键轴和花键轴套组成，如下图所示。
图2-1 十字轴式万向联轴器
1法兰叉头 2十字轴总成 3花键轴 4花键套 5焊接叉头
2．1．2 十字万向联轴器受力分析
（1）十字轴的受力分析 在十字轴的每个轴头上，轴承座给十字轴的压力由滚针轴承承担，假设该力在沿轴向滚子有效接触长度上均匀分布，则在十字轴断面内，只有受力的半圈轴承滚动体承受载荷，而这半圈内各滚动体承受载荷的大小是不同的，中间的滚动体受力最大，其他的沿两侧逐渐减小，处在最两侧的滚动体受力为零（轴承座内孔的加工精度对此也影响较大）。而十字轴的受方向相反的两对力偶。这两对力偶处于主传动与被传动轴所决定的平面内，如不计两轴的倾角，则构成两力偶的力均在十字轴轴线平面内。通过在强大的实体设计及分析软件SOLIDWORKS 中建立十字轴的实体模型，将实际中十字轴受到的力与力矩作用于十字轴4个轴头受力的半圆柱面上，则可显示整个十字轴的应力值分布、各部位受力后的位移以及及强度安全系数等。分析表明，十字轴头的截面积剪切应力与扭矩完全满足要求，但是轴头根部两过渡圆角的应力值是受力中的最大值（如图，R1、R2），应力梯度非常大，尤其是圆角较小的R1应力集中较为明显，在交变载荷下极易产生疲劳，是裂纹和断裂产生的根源。
（2） 法兰叉架及轴承座的受力分析 法兰叉架轴承座可看作是悬臂梁结构，轴承座根部一侧受拉应力，另一侧受压应力，其叉架根部不仅受到大小为F 的力作用，还受到力矩为F×H 的作用。在此力与力矩的交变作用下，叉架轴承座与法兰连接的根部便是疲劳产生与断裂的根源。由此，轴承座的中心高度H 和轴承座根部过渡圆弧大小的结构设计对法兰叉架的强度影响很大。轴承座内孔圆使得螺栓承受拉应力，因此，螺栓的预紧力就显得尤为重要。螺栓的预紧力使得上轴承座与下轴承座接触面内产生接触压力，随着预紧力的增大，接触压力也上升。这种预紧力的变化随传递扭矩的增大而增大。如果预紧力较小，而传递扭矩过大，则受力侧的上下轴承座间压力可能下降为零，这时上下轴承座间将出现间
7
隙，而扭矩减小时，间隙会消失，从而产生冲击，而此时为保证传动，与其对称的另一轴承座将会受到很大的力而率先导致疲劳断裂，这对十字轴的使用寿命是极为不利的。另一方面，如果螺栓的预紧量太大，螺栓的拉应力也随着增大，螺栓极易被拉断。所以螺栓的预紧量应根据不同的扭矩确定合适的一个范围，保证上下轴承座的完全接触状态。
2．2十字轴式万向联轴器运动分析
2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析
字轴式万向联轴器的结构原理如图所示，主、从动轴上的轴叉1、3与中间的十字轴2分别以铰链联接，当两轴有角位移时，轴叉1、3绕各自固定轴线回转，而十字轴则作空间运动，十字轴轴头在轴叉1、3轴承孔作摆动。
图示2-2 十字轴式万向联轴器结构简图
1.3－叉轴 2－十字轴
图示2-3 万向联轴器传动关系图
当两轴的轴间角不等于零时，任一瞬时主动轴转角与从动轴转角如图示2-2在垂直主动轴1的平面上投影，主动轴叉上A 点的轨迹为一实际大小的圆，
从动
根据设计要求，两轴的轴间角α≤10°，故可将上式改写成：
2
α
9
图示2-5 从动轴转速不均匀系数与轴间角的关系
由上式可知从动轴的角加速度也是随主动轴转角1周期性地变化，当1=090??°、180°和270°时，ε2=0，而当转角1位于使主、从动轴角速度相等，即?1=2时，从动轴的角加速度ε2达到最大值。由于从动轴角速度波动将引起??冲击和扭转波动。因此，单万向联轴器不宜用于转速高、惯性大，轴间角大而要求传动平稳的轴系。
2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析
为了消除单万向联轴器从动轴转速周期性波动，可以将两个单万向联轴器串联而成为双万向联轴器，如图2-6所示。根据式(2一1)，利用投影关系可得主、从动轴与中间轴的转角关系式:
tg 1=tg 3·cos α1 tg 2=tg 3·cos α2
????得： tg 1/ tg 2= cos α1/ cos α2
??式中：1、2、3――主动轴、从动轴和中间轴的转角
??? α1 、α2――主、从动轴分别与中间轴的轴间角。
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图2-6 a)主、从动轴线相交 b)主、从动轴线平行
当α1 =α2时，1=2，由此可使主、从动轴间没有转角差，消除了主动??轴等速回转而从动轴转速变速波动的现象。为此，绝大多数场合下，双万向联轴器在安装时必须满足以下三个条件:
1）中间轴与主、从动轴的轴间角α1 、α2应相等;
2）中间轴两端轴叉应位于同一平面内;
3）主、从动轴和中间轴三轴的轴线应在同一平面内。
图示2-7 a ）Z 型布置--平移调整 b ）W 型布置—角向调整
在联轴器运转过程中，主、从动轴需要相对移动时，为了满足上述三个条件，应根据轴线位移的性质，确定相应的布置形式，对于要求平行位移的线，应采用图2-6a 的Z 型布置，对于要求有角位移的轴线，宜采用图2-6b 的W 如若中间轴与主、从动轴的轴间角不相等，即α1≠α2，或三轴的轴线不是位于同一平面时（图2-7），就不能保持主、从动轴同步转动，此时，主、从动轴的转角差和从动轴的转速波动现象与各轴线的相对位置有关。
a)ZZ型 b)WW型 c)ZW型 d)WZ型
图2-8 双万向联轴器主、从动轴的空间布置形式主动轴与中间轴在空间的轴间角γ1可用下式表示：
图2-9 WZ型主、从动轴轴线的空间关系
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图2-10 十字轴的轴颈直径
十字轴所采用的材料为20CrMnTi,其材料力学性能如下：
抗拉强度σb (MPa)：≥1080
屈服强度σs (MPa)：≥835
伸长率δ5 (%)：≥10
断面收缩率ψ (%)：≥45
冲击功Akv (J)：≥55
冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69
硬度：≤217HB
I-I 面的弯矩M I-I ， M l-I =F·a=W b ·δs ………………………………(2－15)
转矩: T=F·2R…………………………………(2－由上述两式求得从动轴十字轴轴颈上得受力最大值: …………………………………（2-17） s d a F δπα?=?332cos 从式（2-16）、（2-17）可求得： ………………（2-18） 33cos 16cos 32b b R T a F d δαπαδαπ????=??= 60835cos1081π2671163=?????=2．3．2按表面应力设计十字轴
利用赫兹理论，可以计算滚动体（滚针或滚子）与十字轴轴颈的表面接触应力，其公式如下所示：
бH =270
………………………（2-19） []H r d d b p σ≤???
? ?+11 式中：b －滚针或滚子的有效接触长度mm
dr －滚针和滚子的直径mm;
D －十字轴轴颈mm;
P －滚针或滚子的直径mm ；
P=
z
F 08.4F －轴承上径向载荷N ；
Z －每排滚针或滚子数目; —许用接触应力N/mm 2，一般取=2000～2400 N/mm 2。
[]H σ[]H σ十字轴是万向联轴器的主要零件之一，在传递最大扭矩时其十字轴轴颈不应发生弯曲疲劳损坏。
（Mpa ）…………(2-20) )
(324411i I I d d FSd -=-πσ
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式中：F －十字轴轴颈的作用力（N ）
R －作用力半径
d －十字轴直径
d1－十字轴I-I 断面处直径
S －作用力至I-I 断面距离
di －十字轴中心孔直径，di=8mm
图2-11 十字轴
2．4轴承的寿命计算
2．4．1轴承的动扭矩
轴承的动扭矩是万向联轴器轴承座的动载荷与轴颈有效范围传动旋转轴轴矩之乘积。
Ti=fc×Lz 7/9×z 3/4×dz 29/27×2R×10-6KN·M…………(2-21)
式中：fc －取决于轴承型式的系数（此处取fc=95）
Lz －滚柱与滚面间接触线长度（mm ）(Lz=2000mm)
Dz －滚柱直径（mm ）;
Ti －轴承的动扭矩（KN·m ）。
2．4．2轴承的寿命计算
Lh=1.5×……………（2-22）
3/107110???? ???m i T T n β式中：Lh －使用寿命（h ） N －万向联轴器转速，（n=100rpm ）
β－联轴器工作倾角≤10°，（β=5°）
Ti －轴承的动扭矩，按（2-21）式计算；
Tm=联轴器工作时的平均扭矩，取Tm=0.65×Tn=0.65×71=46.15(KN·m ） 通过（2-22）式得出使用寿命为5000h 。
………………………………(2-25)
—
法兰叉头Commented [A5]:
16 根据理论分析叉头根部I-I 断面应力最大，如图2-16所示其几何图形
图2-16叉头根部I-I 断面
弯曲应力 ………………………………(2-26) 式中：F-作用在叉头轴承孔中心线集中载荷（N ）按式(2-21)计算
H-叉头轴承孔中心线叉头法兰端面距离（mm ）
H 2-叉头I-I 断面到叉头法兰端面距离；
L 2-叉头I-I 断面处宽度；
σ-叉头I-I 断面处的最大弯曲应力；
-叉头I-I 断面处对Z
轴的惯性扭矩
扭转剪应力 ……………………(2-27)
式中：-叉头I-I 断面的最大扭转剪应力为MPa ；
-万向联轴器所承受的最大扭矩（KN·m ）；
-叉头I-I
断面处惯性扭矩；
按照第四强度理论，叉头I-I 断面最大等效应力：
……………………(2-28)
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第三章 万向轴的结构设计
3．1概述
本章主要介绍万向轴以及相关零件的结构设计，十字万向轴标准及选用计算，万向轴的选型原则等内容。
3．2 十字轴总成游隙结构设计
3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类
滚动体的类型(分为圆柱滚针和圆柱滚子)以及是否采用滑动推力轴承或用圆柱滚子推 力轴承主要与万向联轴器的回转直径大小、传递转矩的特征转速有关。一般以传递运动为主而传递转
图3-2轴承
十字轴万向联轴器公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
SWC BH型十字轴万向联轴器 SWC BH型（标准伸缩焊接式）十字轴式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm 型号伸缩量尺寸 mm转动贯量I kg·m2质量G kg Ls Lmin D3Lmin每增长 100 mm Lmin每增长 100 mm SWC100BH5539060 SWC120BH8048570 SWC150BH8059089 SWC180BH100810114 SWC225BH140920152122 SWC250BH1401035168172 SWC285BH1401190194263 SWC315BH1401315219382 SWC350BH1501410267582 SWC390BH1701590267738 SWC440BH19018753251190 SWC490BH19019853251452 SWC550BH2402300426238034 SWC CH1、CH2－长伸缩焊接式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm
称 转 矩 Tn / 劳 转 矩 Tf 量 Ls kg·m2 Lmin D1 (js11) D2 (H7) D3 Lm n-d k t b (h9) g Lmin 增长 100mm Lmin 增长 100mm SWC180CH1 200 925 155 105 114 110 8-17 17 5 - - 74 SWC180CH1 700 1425 104 SWC225CH1 40 20 220 1020 196 135 152 120 8-17 20 5 32 9 132 SWC225CH2 700 1500 182 SWC250CH1 63 300 1215 218 150 168 140 8-19 25 6 40 190 SWC250CH2 700 1615 235 SWC285CH1 90 45 400 1475 245 170 194 160 8-21 27 7 40 15 300 SWC285CH2 800 1875 358 SWC315CH1 125 63 400 1600 280 185 219 180 10-23 32 8 40 15 434 SWC315CH2 800 2000 514 SWC350CH1 180 90 400 1715 310 210 267 194 10-23 35 8 50 16 672 SWC350CH2 800 2115 823 SWC390CH1 250 125 400 1845 345 235 267 215 10-25 40 8 70 18 817 SWC390CH2 800 2245 964 SWC440CH1 355 180 400 2110 390 255 325 260 16-28 42 10 80 20 1312 SWC440CH2 800 2510 1537 SWC490CH1 500 250 400 2220 435 275 325 270 16－ 31 47 12 90 1554 SWC490CH2 800 2620 1779 SWC550CH1 710 355 500 2585 492 320 426 305 16-31 50 12 100 2585 34 SWC550CH2 1000 3085 3045 SWC DH短伸缩焊接式十字轴式万向联轴器基本参数与主要尺寸 mm 型号伸缩 量 Lg mm 长度转动惯量I kg·m2重量G kg Lmin Lmin 增长 100mm Lmin 增长 mm SWC180DH1 75 650 58 SWC180DH2 55 600 56 SWC180DH3 40 550 52 SWC225DH1 85 710 95 SWC225DH2 70 640 92 SWC250DH1 100 795 148 SWC250DH2 70 735 136 SWC285DH1 120 950 229
1 目录 第一章 绪 论 (1) 1．1 前言 (1) 1．2万向联轴器作用 (3) 1．3万向联轴器的种类及特点 (3) 1．3．1 特点： (3) 1．3．2 种类： (3) 1．3．3 结构： (3) 1．4 课题目的和要求: (5) 1．4．1课题 (5) 1．4．2 设计技术要求与数据 (5) 第二章 万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (6) 2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (6) 2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (6) 2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (6) 2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (7) 2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (7) 2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (9) 2．3万向节十字轴设计原则 (12) 2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (12) 2．3．2按表面应力设计十字轴 (13) 2．4轴承的寿命计算 (14) 2．4．1轴承的动扭矩 (14) 2．4．2轴承的寿命计算 (14) 2．5 法兰叉头 (15) 2．5．1 法兰叉头的作用 (15) 2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (15) 2．5．3 叉头根部应力 (15) 第三章 万向轴的结构设计 (17) 3．1概述 (17)
2 3．2 十字轴总成游隙结构设计 (17) 3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (17) 3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (19) 3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (20) 3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (20) 3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (21) 3．4．1十字万向轴标准 (21) 3．4．2 十字万向联轴器的选型 (22) 第四章 主要零件的工艺分析 (25) 4．1 法兰叉头零件分析 (25) 4．1．1 零件的作用 (25) 4．1．2 零件的工艺分析 (25) 4．1．2建立数字模型 (26) 4．2确定数控加工工艺方案 (26) 4．2．1划分数控加工工步 (26) 4．2．2选择加工设备 (27) 4．2．3选用加工刀具 (27) 4．2．4 确定切削用量 (27) 4．2．5设计数控程序 (27) 4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (28) 4．2．7 设计数控程序加工路线 (28) 4．2．8设计数控程序刀具路径 (28) 4．2．8 后置处理 (29) 4．2．9加工仿真及程序校验 (29) 4．2．10数控系统轨迹模拟 (29) 4．2．11程序传输和运行 (30) 第五章 结语与展望 (30) 谢 辞 (31) 参考文献 (32)
课题九万向联轴器的维修 万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。万向联轴器的共同特点是角向补偿量较大，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般≤5°-45°之间。万向联轴器有多种结构型式，主要有十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、销轴式、铰杆式等类型。如图9—1所示，十字轴式万向联轴器结构简单、工作可靠，且允许所联接的两轴之间有较大的夹角，故应用最广泛。 图9—1 十字轴式联轴器 1-弹性挡圈；2-轴承外套；3-圆柱滚针；4-密封挡盘； 5-十字轴；6-传动轴叉；7-万向轴叉；8-润滑油嘴 1.1 十字轴式万向联轴器的装配要求 1．十字万向联轴器安装时，首先应按图纸要求，检测万向轴叉上法兰盘栓孔的分布误差、止口及端面联接尺寸的误差和万向联轴器的同轴度误差，还要注意分布置方位和原始相位，联轴器两端原则上都可作主动轴，但注意花键配合处尽量远离振源或冲击源为宜。 2．装配十字轴总成时，应调整好垫片以保证十字轴中心线与叉头中心线的同轴公差，其偏移量为0.06--0.10 mm； 3．万向联轴器装配后，轴叉的两个孔的轴心线应在同一平面上，其偏差不得超过 1°；
4．万向联轴器装配后，滚针滚动灵活，无滚针卡阻，挡圈松动、凸出等现象； 5．滚针轴承和花键采用锂基润滑脂润滑。待组装完后，再从油嘴注入相同油脂充满为止。 1.2十字轴式万向联轴器的装配操作 1．如图9—2所示，在轴承外套的内腔上涂上锂基润滑脂，而后将圆柱滚针均匀地布置在内腔中；在十字轴上涂敷润滑脂，与密封挡盘组合成十字轴承； 图9—2 涂敷润滑脂 2．把传动轴叉装在支架上固定，将十字轴承的对称两轴颈分别装入传动轴叉的两轴承孔内。 3．把万向轴叉装在支架上固定，将装有十字轴承的传动轴叉另一对称的两轴颈装入万向轴叉的两轴承孔内,要求十字轴位于两 轴叉的中部； 4．在安装过程中，如图9—3所示，使用铁锤和专用铜棒将十字轴承轻轻敲进轴叉内。 5．十字轴承的检查，如图9-4所示。 (1)用百分表检查十字轴承与轴颈轴向间隙； (2)用百分表检查十字轴承与轴颈径向间隙
万向联轴器简介 万向联轴器用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。 SWC型、SWP型十字轴式万向联轴器 SWC型、SWP型十字轴式万向联轴器能广泛应用于冶金、起重、工程运输、矿山、石油、船舶、煤炭、橡胶、造纸机械及其它重机行业的机械轴系中传递转矩。SWC型、SWP型十字轴式万向联轴器的主要特点为： 1.具有较大的角度补偿能力。，轴线折角，SWC型轴线折角可达15度~25度，SWP 型可达10度左右。 2.结构紧凑合理。SWC型采用整体式叉头，使运载更具可靠性。 3.承载能力大。与回转直径相同的其它型式的联轴相比较，其所传递的扭矩更大，此对回转直径受限制的机械设备，其配套范围更具优越性。 4.传动效率高。其传动效率达98-99.8％，用于大功率传动，节能效果明显。 5.运载平稳，噪声低，装拆维护方便。
一、种类 万向联轴器有多种结构型式，例如：十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、三销式、三叉杆式、三球销式、铰杆式等。 最常用的为十字轴式，其次为球笼龙， 在实际应用中根据所传递转矩大小分为重型、中型、轻型和小型。 二、特点 万向联轴器的共同特点是角向补偿量较大，不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同，一般≤5°-45°之间。 万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线，存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和运动。 三、结构 1.球笼式
球笼式万向联轴器是通过球笼外环和星形内环分别与主、从动轴相联，传力钢球的中心都位于通过联轴器中心的平面内，并装在由球形外环和星形内环外球面凹槽组成的滚道中，两个球面的中心与万向联轴器的中心重合，为了保证所有钢球中心都在两轴轴线间夹角的平分面上，钢球装于球笼内，从而保证了联轴器主、从动轴之间的夹角变化时，传力点能始终位于夹角的平分线上，因此，球笼式万向联轴器主、从动轴间的传速得以保持同步。 传动方式可采用滑动传动，也可采用滚动传动。采用滑动传动时，为了缓冲和减振，在球臂和传力臂上安装有聚合物缓冲套3。当采用滚动传动时，则在球臂和传力臂上将原装有的缓冲套3改装为滚动件，同时，在球头和臼座之间亦将原装有的缓冲垫改为滚动件，以适应刚性传动的需要。 传动的通用部件，而且也可用于高速传动。该万向联轴器适用范围广泛，尤其是适合于大倾角、径向尺寸受限制工况条件的轴系传动。 2.十字轴式 如右图<十字轴式万向联轴器a>所示，它由两个叉形接头1、3，一个中间联接件2和轴销4(包括销套及铆钉)、5所组成；轴销4与5互相垂直配置并分别把两个叉形接头与中间件2联接起来。这样，就构成了一个可动的联接。这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角(夹角α最大可达35°～45°)，而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当过大时，传动效率会显著降低。
万向联轴器毕业设计 目录 第一章绪论 (1) 1．1 前言 (1) 1．2万向联轴器作用 (2) 1．3万向联轴器的种类及特点 (2) 1．3．1 特点： (2) 1．3．2 种类： (2) 1．3．3 结构： (3) 1．4 课题目的和要求: (3) 1．4．1课题 (3) 1．4．2 设计技术要求与数据 (4) 第二章万向联轴器的运动学分析和动力学分析 (4) 2．1十字万向联轴器的结构组成及受力分析 (4) 2．1．1 十字万向联轴器结构总成 (4) 2．1．2 十字万向联轴器受力分析 (4) 2．2十字轴式万向联轴器运动分析 (5) 2．2．1十字轴式单万向联轴器的运动分析 (5) 2．2．2十字轴时双向联轴器的运动分析 (6) 2．3万向节十字轴设计原则 (8) 2．3．1按弯曲强度设计十字轴 (8) 2．3．2按表面应力设计十字轴 (9) 2．4轴承的寿命计算 (9) 2．4．1轴承的动扭矩 (9) 2．4．2轴承的寿命计算 (10) 2．5 法兰叉头 (10) 2．5．1 法兰叉头的作用 (10) 2．5．2叉头轴孔部位的应力计算 (10)
2．5．3 叉头根部应力 (10) 第三章万向轴的结构设计 (12) 3．1概述 (12) 3．2 十字轴总成游隙结构设计 (12) 3．2．1 滚动体和轴向推力轴承分类 (12) 3．2．2 轴承游隙及主要尺寸 (12) 3．2．3 十字轴和轴承外圈主要材料、工艺和精度 (13) 3．3 中间轴伸缩花键副结构设 (13) 3．4 十字轴万向轴标准及选用计算 (14) 3．4．1十字万向轴标准 (14) 3．4．2 十字万向联轴器的选型 (15) 第四章主要零件的工艺分析 (16) 4．1 法兰叉头零件分析 (16) 4．1．1 零件的作用 (16) 4．1．2 零件的工艺分析 (16) 4．1．2建立数字模型 (17) 4．2确定数控加工工艺方案 (17) 4．2．1划分数控加工工步 (17) 4．2．2选择加工设备 (17) 4．2．3选用加工刀具 (17) 4．2．4 确定切削用量 (18) 4．2．5设计数控程序 (18) 4．2．6 确定编程原点和加工坐标系 (18) 4．2．7 设计数控程序加工路线 (18) 4．2．8设计数控程序刀具路径 (18) 4．2．8 后置处理 (19) 4．2．9加工仿真及程序校验 (19) 4．2．10数控系统轨迹模拟 (19) 4．2．11程序传输和运行 (19) 第五章结语与展望 (20)