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万向接头 (37645 views - Mechanical Engineering)

万向接头又称万向节,是连接两根刚杆的接头,接头由一对相对方位为 90° 的普通铰链组成,使刚杆能转向往任何方向,现在仍广泛应用于车辆的传动装置中。
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万向接头

万向接头

万向接头又称万向节,是连接两根刚杆的接头,接头由一对相对方位为 90° 的普通铰链组成,使刚杆能转向往任何方向,现在仍广泛应用于车辆的传动装置中。

歷史

主要概念來自於陀螺儀,由於第一个万向接头羅伯特·胡克製造,因此又稱做胡克接头。其实意大利数学家卡尔达诺(Gerolamo Cardano)在此前 一世纪的1545年就已提出了万向接头的想法,但是他是否制造出來实际模型却没有记载。在欧洲,人们也管这一装置叫做卡丹接头(Cardan joint)或者卡丹杆(Cardan shaft)。瑞典人克里斯托弗·普尔海姆英语Christopher_Polhem後來重新发明了这种装置,因此在瑞典语中成为它被稱為“普尔海姆结”(Polhemsknot)。

運作方式

萬向接頭的主要問題-即使在驅動軸的旋轉軸以恆定的速度轉動,從動軸在旋轉軸變速,造成振動、磨損和速度上的差異,主動軸的速度變化取決於連接的配置,可指定的三個變量:

  • :軸1的旋轉角度
  • :軸2的旋轉角度
  • :兩聯接軸的偏離角度,若兩軸為直線連接,則此角度為0

這些變量在右側的圖中說明。還示出了具有單位矢量的一組固定坐標軸 and 和每個軸的旋轉平面。這些旋轉平面垂直於旋轉軸線,並且不隨軸線旋轉而移動。兩個軸由未示出的萬向節連接。然而,軸1在圖中的紅色旋轉平面上的紅點處附接到萬向節,並且軸2附接在藍色平面上的藍點處。相對於旋轉軸固定的坐標係被定義為具有其x軸單位向量 ( and )從原點指向一個連接點。 如圖所示,是成角度的 相對於其沿著“x”軸的起始位置和是成角度的 相對於沿著“y”軸的其起始位置。

被限制在圖中的“紅色平面”並與之相關

被限制在圖中的“藍色平面”,並且是在“x”軸上的單位向量的結果 通過歐拉角旋轉 ]:

雙萬向軸

相关

外部連結



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Mechanical Engineering

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