双十字轴式万向联轴器中间轴相位角的优化设计

1 绪论

1.1 单十字轴式万向联轴器的运动分析

单十字轴式万向联轴器作为一种不等速万向联轴器，虽能保证主、从动轴的平均转速相等，但却不能保证二者的瞬时转速相等，即当主动轴绕其轴线做等角速度回转时，从动轴绕其轴线做变角速度回转，而十字轴则做空间运动.

1.2 双十字轴式万向联轴器的运动分析

为避免力矩波动，实际应用中多采用双十字轴式万向联轴器，即用一根中间轴将两个单十字轴式联轴器联接起来。但该类联轴器往往受到轴系硬点空间布置的限制，致使中间轴和主，从动轴三轴轴线不在同一平面内，最终仍然导致传动系统输出端产生力矩波动。此时，除了通过优化轴系空间夹角的方法，还可以通过优化中间轴两十字轴节叉之间相位角的方法来抑制力矩波动。对于双十字轴式万向联轴器，同理可得：

从以上的数学模型中可初步判断：中间轴相位角θ 是传动系统输出端产生力矩波动的影响因素之一。且力矩波动是由转速波动引起的。

针对中间轴相位角优化问题，国内外现在应用的主流方法（如当量夹角法等）均是利用轴系间小夹角的假设条件，化简数学模型，利用解析法计算得出的。此类方法最大的优点就是便于工程应用，但是该方法在解决轴系间存在较大夹角的联轴器问题时往往暴露出精度不足的缺点。而本文将详细介绍如何利用Adams/View建立双十字轴式万向联轴器的参数化模型，从而通过虚拟样机仿真计算的方法得出系统各组成部分精确的物理特性曲线，并以输出端的力矩波动△T3 达到最小为优化目标，主要针对中间轴相位角（θ ）进行设计研究及优化设计。