万向节不等速特性实验装置的设计与实验.pdf

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1、第55卷第9期V01．55No．9农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2017年9月September2017doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．09．015万向节不等速特性实验装置的设计与实验李志荣，刘志亮，刘涛(200093上海市上海理工大学机械工程学院)[摘要]针对万向节不等速性的特点，设计了一种万向节不等速特性实验装置。利用齿轮传动比的原理将万向节不等速特性放大，并通过纯机械的方式将不等速特性绘制成曲线。运用该装置进行万向节不等速特性的演示实验，实验的综合误差不大于7．05

2、％，验证了万向节不等速特性，为万向节不等速特性的直观演示提供了平台。[关键词]万向节；不等速性；直观演示；实验装置[中图分类号]11P27l+．2[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2017)09—0067-04DesignandExperimentofPlatformforNon-constantVelocityofUniversalJointLiZhirong，LiuZhiliang，LiuTao(SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shangha

3、i200093，China)[Abstract]Accordingtothecharacteristicsofnon-constantvelocityofuniversaljoint，allexperimentplatformfornon-constantvelocityofuniversaljointisdesigned．Thecharacteristicsofnon-constantvelocityoftheuniversaljointareamplifiedbyusingtheprincipleofthegearratio，andanon-constantveloci

4、tyCUlWeisdrawnthroughthepurelymechanicalway；Anexperimentisdoneontheplatform，andtheresuhsshowthatitsexperimenteiTorisnotgreaterthan7．05％，whichverifiesthecharacteristicsofnon-constantvelocityofuniversaljoint；Anditprovidesaplatformforexperimentalstudyonnon-constantvelocityofuniversaljoint．[Ke

5、ywords]universaljoint；non—constantve

6、ocity；oculardemonstration；experimentalplatform0引言十字轴式传动轴因其结构简单、噪声低、传动效率高、维修保养方便、使用寿命长等特点，在汽车传动系统中发挥着重要作用。对于单十字万向节，当输入轴与输出轴存在夹角时，输入轴的瞬时角速度与输出轴的瞬时角速度不相等，存在转角差。对于双联十字万向节。只有在同时满足三个条件：输入轴、中间轴、输出轴三轴共面；中间轴两端的轴叉叉平面共面；相邻两轴的夹角相等时，万向节才能实现等速传动。但实际的工程应用中，由于加工误差、装配误差

7、的存在。双联万向节往往无法实现等速传动。其传动是周期性的不等速运动。因此对于万向节不等速特性的研究就显得尤为重要。近年来国内外对于十字轴式万向节不等速特性进行的许多研究。高晋等[1]通过在CATIA中建立模型，并运用DMU运动分析进行仿真分析了双十字万向节的传动波动原因及等速条件：徐升等[2]通过MATLAB理论分析与ADAMS仿真分析对比了传动比和转角差随输入角度变化的波收稿13期：2017—02—19修回13期：2017—02—28动图，验证了模型计算的正确性；李宁等[3]通过理论推导和程序计算对双十字万向节转向传动轴的相位角影响进行了分析。以上研究对十字万向节的研究基

8、本都在理论分析以及仿真分析方面。因此本文设计了一种万向节不等速特性实验装置，该试验装置可以对万向节不等速特性进行实验验证，并且简单绘制出不等速特性的基本曲线，为万向节不等速特性的学习和研究提供实验平台。1实验装置的总体方案设计1．1总体结构及布局本实验装置主要包括主体支架、线轮机构、齿轮放大机构、发条弹簧复位机构、刻画曲线机构、阻尼机构、更换万向节机构和调节角度机构八个部分，如图1所示。其中，线轮机构包含收线轮和放线轮，收线轮上安装有把手作为整个实验装置的外部动力源。转动把手到一定位置时，阻尼机构用来锁紧线轮在此位