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目录1

符号表1

万向节技术发展编年表1

第一章 用于传输旋转运动的万向节传动轴1

1.1第一个有关万向节的早期报告1

1.1.1虎克（Hook）万向节4

1.2虎克万向节传输旋转运动的理论4

1.2.1虎克万向节的不均匀性（根据Poncelet分析）5

1.2.2双联式虎克万向节消除不均匀性7

1.2.3 D Ocagnes对匀速条件的拓展11

1.2.4双联式虎克万向节的简化12

1.2.4.1 Fenaille凸块式万向节12

1.2.4.2几种进一步简化方案15

1.2.4.3三销式万向节（Bouchard s One-and-a-half16

times Universal Joint）16

1.2.5向可伸缩式万向节发展18

1.3材料强度科学首次应用于传动轴设计21

1.3.1按弯曲强度设计十字轴22

1.3.2按表面应力设计十字轴23

1.3.3按耐久性设计传动轴28

本章参考文献30

第二章 等速万向节理论32

2.1等速万向节的起源32

2.2球叉式（Weiss）和球笼式（Rzeppa）万向节37

2.3 Metzner，第一种（间接）方法证明匀速性42

2.3.1直线轨道的有效几何形状46

2.3.2圆弧轨道的有效几何形状49

2.4 Orain，第二种（直接）方法证明匀速性51

2.4.1多枢轴万向节（polypode joints）55

2.4.2 自由三枢轴（Tripode）万向节60

本章参考文献64

第三章 Hertzian理论及其应用范围65

3.1坐标系统66

3.2物体的表面方程67

3.3计算系数cos τ70

3.4计算接触面的变形δ73

3.5椭圆单独积分（J1—J4）的解78

3.6椭圆积分K和E的计算82

3.7点接触椭圆面半轴的计算83

3.8椭圆系数μ和v86

3.9线接触面矩形宽度的计算90

3.10接触面的表面应力和变形92

3.10.1点接触92

3.10.2线接触93

本章参考文献94

第四章 万向节和传动轴设计95

4.1设计原理95

4.1.1 Franz Karas于1941年对理论和实际所作的比较96

4.1.2静应力97

4.1.3动应力和耐久性98

4.1.4万向节通用转矩方程101

4.2虎克万向节和与之联接的传动轴103

4.2.1静态额定转矩Mo104

4.2.2动态额定转矩Md107

4.2.3平均等效压力Pm109

4.2.4平均等效压力Pm近似计算112

4.2.5动力传递参数CR115

4.2.5.1虎克万向节传动轴计算实例117

4.2.6汽车传动轴119

4.2.6.1商用车虎克万向节传动轴计算方法示例122

4.2.7速度和轴间夹角的最大值123

4.2.8临界转速和轴的弯曲振动125

4.2.9双联式虎克万向节128

4.3虎克式万向节传动轴轴承支座上的力133

4.3.1虎克式万向节的相互作用力133

4.3.2 W型布置的轴承支座力135

4.3.3 Z型布置的轴承支座力138

4.4.1静态和动态额定转矩139

4.4球式万向节139

4.4.2 Rzeppa型固定式万向节143

4.4.2.1 AC固定式万向节144

4.4.2.2 RF固定式万向节149

4.4.2.3 UF固定式万向节150

4.4.3 Rzeppa型伸缩式万向节150

4.4.3.1 DO万向节150

4.4.3.2 VL万向节151

4.4.3.3球式万向节传动轴计算153

4.4.4利用Palmgren/Miner原理计算万向节的使用寿命159

4.4.5四轮驱动小客车传动轴的计算实例162

4.4.6 Weiss型球式（球叉式）万向节172

4.4.6.1固定式万向节172

4.4.6.2伸缩式万向节174

4.4.7有轴间夹角时压力角α的变动175

4.5枢轴式万向节179

4.5.1双枢轴伸缩式万向节184

4.5.2三枢轴万向节185

4.5.2.1无轴间夹角时的静态额定转矩185

4.5.2.2有轴间夹角时的静态额定转矩190

4.5.2.3小客车三枢轴万向节传动轴的计算196

4.6传动轴应用技术指南199

本章参考文献201

第五章 万向节和传动轴布置203

5.1虎克万向节传动轴205

5.1.1端部联接205

5.1.2虎克万向节210

5.1.3伸缩元件213

5.1.4传动轴设计215

5.1.4.1一般机械和汽车用传动轴215

5.1.4.2转向驱动桥用传动轴220

5.1.4.3美国式传动轴221

5.1.4.4农业机械用传动轴225

5.1.4.5汽车转向总成235

5.1.4.6DIN808标准传动轴238

5.1.4.7球形凸块式万向节传动轴241

5.2球式万向节传动轴243

5.2.1端部联接243

5.2.2球式万向节244

5.2.2.1轨道形状244

5.2.2.2球的控制247

5.2.2.3球式万向节运动失效的校核250

5.2.3 Rzeppa型固定式万向节250

5.2.3.1布置和额定转矩251

5.2.3.2材料与工艺254

5.2.3.3润滑、密封258

5.2.3.4使用和展望260

5.2.4 Rzeppa型可伸缩式万向节261

5.2.4.1布置和额定转矩261

5.2.4.3密封267

5.2.4.2材料与工艺267

5.2.4.4使用269

5.2.5 Weiss型固定式万向节272

5.2.5.1布置和额定转矩272

5.2.5.2材料与工艺272

5.2.6 Weiss型伸缩式万向节275

5.2.6.1材料与工艺275

5.3枢轴式万向节传动轴277

5.2.7球式万向节传动轴的平衡277

5.3.1端部联接278

5.3.2 GE固定型279

5.3.3 GI伸缩型281

5.3.4三角球式万向节282

5.3.4.1材料与工艺283

5.3.5三枢轴式万向节传动轴设计283

5.4传动系的优化设计与布置指南286

本章参考文献287