一、萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器的基本結(jié)構(gòu)

萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器主要由兩個(gè)叉形接頭和一個(gè)十字軸組成。叉形接頭一般安裝在需要連接的兩根軸的端部，十字軸位于兩個(gè)叉形接頭的中間，其四個(gè)軸頸分別與兩個(gè)叉形接頭的孔相配合。這種結(jié)構(gòu)使得兩根軸之間能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)靈活的運(yùn)動(dòng)。

二、工作原理

速度變化規(guī)律

在萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器傳遞動(dòng)力的過(guò)程中，雖然主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的平均角速度是相等的，但在每一瞬間，它們的瞬時(shí)角速度并不完全相同。這是因?yàn)槿f(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性導(dǎo)致的。

當(dāng)兩軸存在夾角 α 時(shí)，根據(jù)萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，從動(dòng)軸的瞬時(shí)角速度 ω?與主動(dòng)軸的瞬時(shí)角速度 ω?之間存在以下關(guān)系：ω? = ω?cosα / (1 - sin2αcos2θ)，其中 θ 是主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角。從這個(gè)公式可以看出，只有當(dāng) α = 0（即兩軸在同一直線上）時(shí)，ω?才恒等于 ω?。在實(shí)際應(yīng)用中，由于夾角 α 通常較小，這種瞬時(shí)速度的變化在很多情況下是可以接受的。

雙萬(wàn)向節(jié)的應(yīng)用

為了消除單個(gè)萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器在傳遞動(dòng)力過(guò)程中產(chǎn)生的瞬時(shí)速度變化問(wèn)題，常常采用雙萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器系統(tǒng)。在雙萬(wàn)向節(jié)系統(tǒng)中，通過(guò)合理的布置，可以使第一個(gè)萬(wàn)向節(jié)產(chǎn)生的速度變化在第二個(gè)萬(wàn)向節(jié)處得到補(bǔ)償。

具體來(lái)說(shuō)，要滿足雙萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)的條件，中間軸與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間的夾角必須相等，并且中間軸兩端的叉形接頭應(yīng)在同一平面內(nèi)。這樣，當(dāng)動(dòng)力從主動(dòng)軸經(jīng)過(guò)中間軸傳遞到從動(dòng)軸時(shí)，雖然每個(gè)萬(wàn)向節(jié)在單獨(dú)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)速度變化，但兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)組合起來(lái)就能夠?qū)崿F(xiàn)等速傳動(dòng)，保證了動(dòng)力傳遞的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。

角度補(bǔ)償

萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器主要的功能是實(shí)現(xiàn)角度補(bǔ)償。在實(shí)際的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸往往不在同一條直線上，可能存在一定的夾角。當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)十字軸傳遞動(dòng)力給從動(dòng)軸。例如，在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸和驅(qū)動(dòng)輪的半軸之間就存在夾角，萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器能夠有效地補(bǔ)償這個(gè)夾角。

在工作過(guò)程中，假設(shè)主動(dòng)軸以一定的角速度 ω?轉(zhuǎn)動(dòng)，由于夾角的存在，十字軸會(huì)在叉形接頭的孔內(nèi)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)使得從動(dòng)軸能夠以與主動(dòng)軸相同的角速度 ω?轉(zhuǎn)動(dòng)，盡管兩根軸之間有夾角。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，十字軸會(huì)圍繞其自身的中心軸進(jìn)行一系列復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)從動(dòng)軸也旋轉(zhuǎn)一周。這就保證了動(dòng)力的有效傳遞，而不受兩軸夾角的影響。