根据十字万向接轴关键部件十字包的固定方式分为三种型式： SWZ型整体轴承座式、 SWP型剖分压盖式、 SWC型整体叉头式。 三种结构型式的万向接轴都有各自的优、缺点和最适宜的使用工 况，具体分析如下：
2．1 SWZ型整体轴承座式（如图一所示） 该型式万向接轴主要由十字轴、圆柱滚子、组合密封、整
体轴承座、接头和中间轴等零部件构成。其主要特点为： 2．1 ．1 没有轴承内、外圈，增加了十字轴和轴承座的强度， 使之能传递更大扭矩； 2．1 ．2 轴承座与相关接头采用强力键联结，使轴承座的受力 状况有较好改善，并改进了螺栓受力情况，安全可靠，拆装方 便； 2．1 ．3 特殊设计的组合密封，分别按面密封、轴密封和迷宫 密封三个方面考虑，密封性能好，并方便加注润滑油； 2．1 ．4 该形式万向接轴结构简单，零件数最少，可得到较高 的整体精度和加工质量； 2．1 ．5 十字轴、轴承座和圆柱滚子等关键零件采用高强度合 金渗碳钢，综合机械性能好； 2．1 ．6 轴承座把合螺栓是该型式万向接轴的薄弱环节，其设 计、制造、预紧和防松非常重要，采用高强度合金钢、中间部
扭矩输出
辊端
T
3．1 ．4 各零部件接触关系的定义（装配）
着色部分 反映了可 能发生接 触的单元
3．1 ．5 万向节装 配体的仿真分析结果
右图是万向节装配体 在计算工况下的等效 应力值显示。
注：在以后的所有计 算结果的显示中，等 效应力的单位均为 Mpa；位移的单位为 mm。载荷工况为 1910KN*M。
该型式万向接轴适用于大扭矩、冲击载荷较为频繁、 轴线倾角≤10°的工况，如可逆式中厚板轧机和粗轧机等。 与SWZ型整体轴承座式相比，克服了十字包紧固螺栓易 于破坏的问题，并且价格略低。
2．3 SWC型整体叉头式（如图三所示） 该型式万向接轴主要由十字轴、圆柱滚子组合轴承、
组合密封、弹性挡圈、整体叉头和中间轴等零部件构成。 其主要特点为： 2．3 ．1 十字包固定不需要螺栓，消除了螺栓松动带来 的隐患，对万向接轴的维护更为方便简洁； 2．3 ．2 由于万向节内没有螺栓的限制，该型式万向接 轴的轴线倾角可以比前两种型式都大； 2．3 ．3 整体叉头轴承孔和圆柱滚子组合轴承加工精度 要求高，装配工艺性差； 2．3 ．4 由于自身结构限制，整体叉头叉耳部分的轴承 孔较短，只能包住轴承外圈长度的1／3，造成万向节刚 性较差，不利于承受交变载荷和冲击载荷； 2．3 ．5 轴承固定弹性挡圈是该型式万向接轴的薄弱环 节，采用高强度合金弹簧钢，合理设计弹性挡圈的厚度 和接触高度、严密控制十字包的装配精度等办法可解决 此薄弱环节。
中国二重技术科研实力雄厚。公司技术中心下属重型机械设计研究 院、大型铸锻件研究所、工艺研究所、焊接技术研究所、重容技术研究 所等多个专业研究院所，可为产品和技术开发提供强有力的保证。多年 以来，公司对外交流日益加强，先后派出各类专业技术人员约1500人次 到美国、德国、法国、英国、奥地利、意大利、俄罗斯、日本等国家的 著名大公司进行广泛的技术合作。通过参观考察、业务培训和进修、联 合设计等方式，及时了解和掌握国外同行业的技术最新动态，并通过专 业技术人员几十年来潜心研究以及不断消化、创新外来技术，使得中国 二重在重型装备技术领域中人才济济，拥有一支机械、液压、电气及自 动化、仿真计算、压力容器、传动件和基础零部件研究、强度试验、标 准化等专业技术队伍，拥有装备精良的CAD网络工作站和世界一流的计 算分析软件MSC.MARC和MSC.NASTRAN, 并以成熟的PDM系统软件 和OA系统作为工作平台支撑，实现现代网络化办公作业。
3．1 ．9 轴承座把合螺栓的计算分析结果
从装配体的计算结果中取出轴承座把合螺栓进行显示可以发现： 螺栓的最大等效应力为506MPa，最大应力的位置在螺栓头根部的过 渡圆弧处。详见上右图；由于螺栓在传递扭矩中，承受了一定的剪 切作用，所以螺栓的变形除表现出一定的拉伸外，还表现出明显的 弯曲。也正因为如此，螺栓头根部过渡圆弧处的应力分布并不均匀。
中国二重是从二十世纪七十年代后期开始研制万向 接轴的，多年来，我们密切关注德国Voith公司、GWB 公司，英国Renold公司，美国Zurn公司，日本光洋和中 村自工等国际先进公司的技术发展，不断自我完善和提 高，目前中国二重万向接轴的技术水平已与这些先进公
司不相上下，在中国始终保持领先地位。并先后制订了回转直径 100～1320mm、传递公称转矩2.5～16000kN.m、最大允许倾角15° 或25 °的JB/T5513《SWC型整体叉头十字轴式万向接轴》；回 转直径160～1200mm、传递公称转矩20～11200kN.m、最大允许倾 角5°或15 °的JB/T3241《SWP型剖分压盖十字轴式万向接轴》； 回转直径160～1200mm、传递公称转矩22～13000kN.m、最大允许 倾角4°或10°的JB/T3242《SWZ型整体轴承座十字轴式万向接 轴》三个大型重载十字万向接轴行业标准。还制订了JB/ZQ 4644 《NGCL型带制动轮鼓形齿式联轴器》、JB/ZQ 4645《NGCLZ型带制 动轮鼓形齿式联轴器》、JB/T 8854.1《GCLD型鼓形齿式联轴器》、 JB/T 8854.2《GⅡCL型、GⅡCLZ型鼓形齿式联轴器》、 8854.3 《GⅠCL型、GⅠCLZ型鼓形齿式联轴器》、JB/T 8821《WGJ型接中 间轴鼓形齿式联轴器》等多个行业标准。 2．十字万向接轴结构形式：
该型式万向接轴适用于较大扭矩、冲击载荷少、轴线 倾角大，最大轴线倾角可达25°的工况，如不可逆式精轧 机、穿孔机、管轧机等。价格比前两种型式都略低。
3．设计和制造技术 随着科学技术的不断进步中国二重用于万向接
轴技术研究和设计的手段也在不停的完善，现在主 要利用Autodesk公司的Mechanical Desktop6.0、 Inventor Porfessional和EDS公司的Solid Edge V12 软件进行三维实体设计；利用MSC公司的大型集成 软件PATRAN、MARC、NASTRAN等进行整体装 配件的高度非线型、接触、大变形等复杂仿真动态
中国二重质量保证体系完善。拥有高能射线探伤室等先进检验设备和 技术，通过了ISO9000质量体系认证，可以确保为用户提供高质量产品。
中国二重经营理念明确。四十多年来，公司以“装备中国，创造卓越
”为己任，为中国冶金、电力、水利、化工、汽车、航空航天、船舶、核 能、交通运输、矿山、水泥建材、农林等行业提供了大量的具有世界先进 水平的成套成线设备和各种优质大型铸锻件、模锻件，其技术能力和制造 能力代表了中国最高水平，产品行效世界五大洲。
中国二重集团公司万向接轴简介
一、公 司 概 况
中国第二重型机械集团公司（以下简称中国二重），位于中国西南
部川西平原上的重工业城市德阳，是中华人民共和国最大的重型机械制 造企业和重大技术装备国产化基地，是关系国民经济命脉和国家安全的 重要骨干企业。公司始建于1958年，1971年建成投产，占地面积261.1 万平方米，目前拥有9个生产分厂、3个全资子公司、6个控股子公司， 总资产近11亿美元，员工1.3万人。
位合理缩颈、表面抛光、加密封粘结剂和准确控制预紧 力矩等办法可解决此薄弱环节。
该型式万向接轴适用于大扭矩、冲击载荷频繁、轴 线倾角≤7°的工况，如可逆式中厚板轧机和粗轧机等。
2．2 SWP型剖分压盖式（如图二所示） 该型式万向接轴主要由十字轴、无内圈圆柱滚子组
合轴承、多层次组合密封、轴承压盖、叉头和中间轴等 零部件构成。其主要特点为： 2．2 ．1 十字包装配工艺简洁、方法简单，结构紧凑， 装配方案易于实施； 2．2 ．2 轴承无内圈，增大了十字轴轴径和其它相关部 位的尺寸，提高了接轴的综合性能； 2．2 ．3 特殊设计的多层次组合密封，分别按面密封、 轴密封和迷宫密封三个方面考虑，密封性能好，并方便 加注润滑油； 2．2 ．4 十字轴、轴承外圈和圆柱滚子等关键零件采用 高强度合金渗碳钢，综合机械性能好； 2．2 ．5 轴承压盖是该型式万向接轴的薄弱环节，采用 高强度合金钢，用端面齿与相关叉头紧密联结，并用高 强度螺栓强力把合等办法可解决此薄弱环节。
3．1 ．2 万向节装配体的三维有限元网格划分
整个万向 节装配体 共划分成 125209个 单元， 64192个节 点。 装配体的 网格如右 图所示。
3．1 ．3 计算边界条件的施加
扭矩输入 法兰端
在计算分析中，套 筒内传力扁头受到 1910KN·M的扭矩 作用，螺栓的予紧 力矩为1.1E4N·M。 法兰顶部的传力键 的顶面固定。右图 显示的是法兰顶部 传力键受到的固定 约束和扁头底部受 到的扭矩作用。
分析等等。在制造方面，中国二重投入大量资金不
断从欧美等发达国家引进了多台高精度大型数控机 床；为了生产高质量的产品，严格贯彻执行SMS公 司的SN200标准以及相关的DIN标准和EN标准，并 且重要零部件的原材料都是中国二重自行冶炼、锻 造或铸造。
3．1 万向接轴有限元仿真分析
本次有限元分析是利用美国MSC公司的大型集成 软件，对武钢2800四辊可逆式中厚板轧机用十字万向 接轴的辊端万向节进行仿真分析，分析结果与实际情 况完全吻合。
中国二重科技成果显著。现已有150多项技术成果获得国家、省级科 技进步奖，18项产品获得国家、部、省级优秀设计产品奖，52项专有技术 获中国专利发明。并且在重大装备领域的各个专业都拥有丰富的技术储备 ，可根据市场需求提供产品设计研发、技术咨询、工程总承包等全方位的 服务。
中国二重装备水平先进。拥有各类主要生产设备2643台，具有大型冶 炼、铸造、锻造、热处理、机械加工和装配及售后服务能力，可一次性冶 炼700吨优质钢水、浇铸500吨优质钢锭、铸造300吨优质铸件、锻造200吨 优质锻件，可以完成大型复杂构件加工，并具备40吨～800吨各类产品的 公路、铁路、水路综合运输能力。
最大等效应力 514.7Mpa，位于十 字轴根部，所以在总 体的外部显示中看不 见最大应力值。
3．1 ．6 十字轴根部的等效应力