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《浙江工业大学》 2016年
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装载机用剖分式双十字万向传动轴的设计与研究

刘红良  
【摘要】:装载机是一种用途广泛的工程机械,在铁路、公路、建筑、水电、港口码头以及国防等工程建设中发挥着重要的作用。双十字万向传动轴是装载机重要的传动部件,因为其固有的结构,传统的双十字万向传动轴容易产生十字轴轴向窜动、节叉“耳孔”变形、装配困难等问题。为了克服这些缺陷,本文研究并设计了一种装载机用剖分式双十字万向传动轴,主要内容以及成果如下:1.研究了传统的双十字万向传动轴结构,分析其产生上述问题的原因。在原有的传动轴结构基础上,进行了新的结构设计。对比分析了传动轴与变速箱、驱动桥不同的连结方案,确定采用花键套叉这种连结方式;探究了传动轴合理的剖分方案,决定采用两侧的花键套叉剖分、中间传动轴的节叉不剖分的结构;得出了十字轴轴向定位合理的方案;获得了两侧花键套叉合理的剖分方案。根据装载机参数、企业设计要求对剖分式花键套叉等零件进行了详细设计,建立了花键套叉与十字轴的虚拟装配模型。2.建立了传动轴系统约束方程与剖分式双十字万向传动轴的运动学模型。用解析法确定了剖分式双十字万向传动轴能进行等速传动的条件,得出传动轴的主动轴、中间轴、从动轴的角速度关系。在ADAMS软件中,通过设置不同的轴间夹角,验证了剖分式双十字万向传动轴等速传动性能。对剖分式双十字轴进行了动力学分析,建立了传动轴的动力学方程,分析了十字轴所受的转矩的类型。3.通过ANSYS软件的Workbench模块对传动轴进行线性静力学分析、模态分析和寿命评估。对造成十字轴应力集中的单圆弧过渡曲线进行了优化,确定了过渡曲线采用圆弧—直线—圆弧的形式,得到了最优组合的圆弧半径数据。4.对试制的剖分式花键套叉进行了角度实验,实验结果表明剖分式花键套叉与花键轴叉的最大组合夹角为28.47°,满足设计要求;对花键套叉与十字轴进行了装配实验,实验中十字轴能顺利装入花键套叉中;对整体传动轴做了动平衡实验,改善了传动轴的质量分布不均匀程度。剖分式双十字万向传动轴的设计,克服了传统传动轴的结构问题,提高了装配效率、满足了企业的设计要求。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH243

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