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三叉杆滑块式万向联轴器的动力学分析

2020-07-13 08:58:05

三叉杆滑块式万向联轴器的动力学分析

三叉杆滑块式联轴器是近几年新发展起来的一种等角速万向联轴器,工业技术水平的不断提高特别是机械设备高速化、轻量化、大功率化的发展趋向,要求提出更准确、更真实的反映客观实际的动力学分析方法而摒弃以前计算中的所做的一些假设和简化。本研究计入摩擦力和惯性力的影响,对三叉杆滑块式万向联轴器建立起动力学模型,从而进行受力分析。1三叉杆滑块式万向联轴器的结构简介三叉杆滑块式万向联轴器该联轴器的输入轴上联接一套筒,套筒内表面上间隔120。设置了3个导向槽,3个导向槽的中线分别平行于输入轴轴线。输出轴上固定3个叉杆,三叉杆位于与输出轴相垂直的平面内,其轴线相互间隔120。并汇交于输出轴上,传递元件为3个滑块和内球头滑块和内球头之间形成球面副(因此可以把它们看作是一个关节轴承),滑块与三叉槽之间,内球头与三叉杆之间是间隙配合关系,分别形成移动副和圆柱副,当输入轴与输出轴相交成角度时,在输入轴的驱动下,关节轴承一方面沿三叉槽移动,另一方面沿三叉杆轴颈运动,从而实现运动过程中的角度补偿。

三叉杆滑块式万向联轴器输入转矩是恒定的,各组成零件受到循环变载荷的作用,容易产生疲劳破坏。而疲劳是由于结构局部往复塑性应变的结果而产生的,具有难以察觉的特征,比静应力下的脆性断裂更具危险性,因此对该联轴器进行疲劳特性分析。在三叉杆滑块式等角速万向联轴器运动学分析的基础上,结合该联轴器的空间机构模型建立起坐标系,利用方向余弦矩阵工具,在计人摩擦力和惯性力的情况下建立了各运动构件的力学平衡方程式,并运用Matlab软件进行了求解,结果表明:各构件的受力按正弦规律或近似正弦规律相对于输入轴转角呈周期性变化;摩擦系数对回转副和球面副中各力影响较大,对移动副中各力影响较小。研究为设计运动副的结构、分析支承和构件的承载能力以及选择合理的润滑方法打下了基础,也为三叉杆滑块式等角速万向联轴器的设计、生产从理论上提供了指导和支持。