一、萬向節(jié)聯(lián)軸器的基本結構

萬向節(jié)聯(lián)軸器主要由兩個叉形接頭和一個十字軸組成。叉形接頭一般安裝在需要連接的兩根軸的端部，十字軸位于兩個叉形接頭的中間，其四個軸頸分別與兩個叉形接頭的孔相配合。這種結構使得兩根軸之間能夠?qū)崿F(xiàn)相對靈活的運動。

二、工作原理

速度變化規(guī)律

在萬向節(jié)聯(lián)軸器傳遞動力的過程中，雖然主動軸和從動軸的平均角速度是相等的，但在每一瞬間，它們的瞬時角速度并不完全相同。這是因為萬向節(jié)聯(lián)軸器的運動學特性導致的。

當兩軸存在夾角 α 時，根據(jù)萬向節(jié)聯(lián)軸器的運動學原理，從動軸的瞬時角速度 ω?與主動軸的瞬時角速度 ω?之間存在以下關系：ω? = ω?cosα / (1 - sin2αcos2θ)，其中 θ 是主動軸的轉角。從這個公式可以看出，只有當 α = 0（即兩軸在同一直線上）時，ω?才恒等于 ω?。在實際應用中，由于夾角 α 通常較小，這種瞬時速度的變化在很多情況下是可以接受的。

雙萬向節(jié)的應用

為了消除單個萬向節(jié)聯(lián)軸器在傳遞動力過程中產(chǎn)生的瞬時速度變化問題，常常采用雙萬向節(jié)聯(lián)軸器系統(tǒng)。在雙萬向節(jié)系統(tǒng)中，通過合理的布置，可以使第一個萬向節(jié)產(chǎn)生的速度變化在第二個萬向節(jié)處得到補償。

具體來說，要滿足雙萬向節(jié)等速傳動的條件，中間軸與主動軸和從動軸之間的夾角必須相等，并且中間軸兩端的叉形接頭應在同一平面內(nèi)。這樣，當動力從主動軸經(jīng)過中間軸傳遞到從動軸時，雖然每個萬向節(jié)在單獨工作時會產(chǎn)生瞬時速度變化，但兩個萬向節(jié)組合起來就能夠?qū)崿F(xiàn)等速傳動，保證了動力傳遞的平穩(wěn)性和準確性。

角度補償

萬向節(jié)聯(lián)軸器主要的功能是實現(xiàn)角度補償。在實際的機械傳動系統(tǒng)中，主動軸和從動軸往往不在同一條直線上，可能存在一定的夾角。當主動軸轉動時，通過十字軸傳遞動力給從動軸。例如，在汽車傳動系統(tǒng)中，發(fā)動機的輸出軸和驅(qū)動輪的半軸之間就存在夾角，萬向節(jié)聯(lián)軸器能夠有效地補償這個夾角。

在工作過程中，假設主動軸以一定的角速度 ω?轉動，由于夾角的存在，十字軸會在叉形接頭的孔內(nèi)發(fā)生相對轉動。這種相對轉動使得從動軸能夠以與主動軸相同的角速度 ω?轉動，盡管兩根軸之間有夾角。具體來說，當主動軸旋轉一周時，十字軸會圍繞其自身的中心軸進行一系列復雜的旋轉運動，同時帶動從動軸也旋轉一周。這就保證了動力的有效傳遞，而不受兩軸夾角的影響。