重載十字軸式萬向節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)及正向設(shè)計理論研究.pdf

1、重載十字軸式萬向節(jié)是軋鋼機主傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，通常也是其薄弱部件。重載十字軸式萬向節(jié)的失效會導(dǎo)致整個主傳動系統(tǒng)的破壞，進而導(dǎo)致整個軋鋼生產(chǎn)線的停頓，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此通過建立重載十字軸式萬向節(jié)的正向設(shè)計理論體系，提高其設(shè)計壽命及可靠性具有重要意義。本文在對十字軸式萬向節(jié)進行運動學(xué)分析、動力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上建立了以避免運動干涉為前提的等強度正向設(shè)計理論體系。主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)采用空間投影幾何法，建

2、立了雙十字軸式萬向節(jié)的運動方程，并分析了相位角、軸間夾角對瞬時轉(zhuǎn)角差、瞬時轉(zhuǎn)速差的影響以及轉(zhuǎn)動起始位置對轉(zhuǎn)角差的影響，為分析雙十字軸式萬向節(jié)的彈性變形、間隙及制造公差對十字軸式萬向節(jié)運動特性的影響提供了理論依據(jù)。采用空間投影幾何法及坐標(biāo)變換法建立了十字軸式萬向節(jié)中軸承的運動方程，分析了軸承的運動特性，并證明:主動叉頭的軸承的運動特性與從動叉頭的軸承運動特性不同，為分析、設(shè)計十字軸式萬向節(jié)的軸承提供了依據(jù)。
　　(2)建立了軋鋼機主

3、傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動方程，提出了使用系數(shù)KA的概念，并給出了KA的計算方法。采用柔度影響系數(shù)法建立了主傳動系統(tǒng)的彎曲振動模型，分析了質(zhì)量偏心及十字軸式萬向節(jié)的附加彎矩對彎曲振動的影響，并進一步分析了在咬鋼和拋鋼階段存在的彎扭耦合振動現(xiàn)象。通過對十字軸式萬向節(jié)的彎曲振動分析，提出了派生載荷系數(shù)KB，并給出了計算方法。采用面向?qū)ο蟮慕７║ML建立了軋鋼機主傳動系統(tǒng)的動力學(xué)分析軟件的模型，建立了VB.NET和MATLAB之間的混合編程技術(shù)，并

4、利用該技術(shù)提出該軟件平臺的快速搭建技術(shù)。
　　(4)通過對局部應(yīng)力集中系數(shù)與局部曲率之間關(guān)系的分析，提出了應(yīng)力二次分散方法，用于設(shè)計應(yīng)力集中系數(shù)更小的變曲率過渡圓角。采用應(yīng)力二次分散方法設(shè)計了十字軸軸根的變曲率過渡圓角，并利用有限元法驗證了變曲率過渡曲線的有效性。此外，采用復(fù)合形法編寫了設(shè)計最優(yōu)的十字軸軸根的雙曲率過渡圓角的程序。
　　(5)通過對十字軸式萬向節(jié)失效形式的分析，確定了十字軸式萬向節(jié)的設(shè)計準(zhǔn)則。通過對主機、負(fù)荷