
【机】 universal coupling
万向联结器(Universal Joint)是一种机械传动装置,主要用于连接两个非共线轴,实现动力传递并补偿轴向偏差。其英文术语"Universal Joint"源于拉丁语"universus",意为"整体的、万能的",强调该部件在复杂角度变化下的适应性。
结构与原理
该装置由十字轴、轴承座、万向节叉等核心部件组成,通过正交交叉结构实现三维空间的旋转补偿。其运动学特性遵循胡克定律,转角关系可表示为: $$ tantheta_1 = tantheta_2 cdot cosbeta $$ 其中$theta_1$、$theta_2$分别表示输入输出轴转角,$beta$为轴间夹角(来源:《机械设计手册》第五版,中国机械工业出版社)。
应用领域
技术标准
中国国家标准GB/T 12737-2021《汽车万向节和传动轴性能要求》规定了该部件的耐久性、扭矩容量等关键参数。国际标准化组织ISO 8016:2017则对万向联结器的材料强度和制造公差提出具体要求。
历史演进
意大利数学家杰罗尼莫·卡达诺(Gerolamo Cardano)在1545年首次描述该原理,1887年德国工程师卡尔·本茨(Carl Benz)首次在汽车上应用改良型万向节结构(来源:德意志博物馆技术档案)。
万向联轴器是一种用于连接不同轴线传动轴的机械装置,其核心功能是补偿轴线间的角度偏差并传递扭矩和运动。以下是详细解释:
万向联轴器属于刚性联轴器的一种,主要用于两相交轴或平行轴的连接,允许较大的角向偏移(通常5°-45°)。它能在轴线存在夹角的情况下实现连续回转,并可靠传递转矩,尤其适用于高速重载或存在冲击、振动的场景。
典型结构包含两个万向节和中间轴,每个万向节由十字轴、万向轴承及附属零件(如小齿轮、弹簧)构成。这种设计使其能适应角度偏移和轴向位移,同时保持传动效率。
广泛用于机械、冶金、纺织、化工等行业,尤其在需要补偿轴线偏差的场景(如车辆传动轴、工业设备动力传输)中表现突出。
万向联轴器的性能参数(如扭矩容量、角度补偿范围)需根据具体型号选择,不同结构类型对应不同工况需求。
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