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万向节
工业基石允许两轴成角度传递旋转的联轴器
机械传动工业
进阶级：需要一定工程知识和组织能力，成功后可奠定产业基础。
适用时代
近代早期
难度
中等
风险等级
低
制作周期
数小时至数天
前置条件
钢制叉头、十字轴、销轴、车床
原理
万向节由两个叉头和十字轴组成。每个叉头有两个互相垂直的轴承孔，十字轴的四端分别装入两叉头的孔中。这样一轴旋转时，通过十字轴拨动另一叉头旋转，即使两轴有一定夹角也能传动。单个万向节存在不等速性，双万向节可消除。
原料与配比
| 原料 | 用量 | 说明 |
|---|---|---|
| 钢 | 2 块 | 叉头 |
| 钢 | 1 根 | 十字轴 |
| 青铜套/滚针 | 若干 | 轴承 |
| 油脂 | 少量 | 润滑 |
工具
- 车床
- 钻床
- 锉刀
- 锤子
- 卡尺
操作步骤
- 制叉头：钢料锻打成 U 形或 Y 形叉，两端钻同轴孔。
- 制十字轴：钢棒车成四臂轴，四端直径相同且互相垂直。
- 做轴承套：青铜套或直接用滚针装入叉头孔中。
- 组装：十字轴四端插入两叉头孔，用挡圈或销固定轴向位置。
- 调中心：两叉头孔中心线应交于十字轴中心。
- 润滑：在轴承处加注油脂。
注意事项
- 十字轴四端必须等长等粗，否则偏载。
- 叉头孔与轴的配合间隙要适中。
- 双万向节使用时，中间轴两叉头应在同一平面，且输入输出轴夹角相等。
- 重载时十字轴根部易疲劳断裂。
常见问题与解决方法
| 问题 | 原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 振动大 | 夹角过大或不等速 | 改用双万向节，减小夹角 |
| 轴承磨损快 | 润滑不良或间隙大 | 加润滑脂，换轴承套 |
| 十字轴断 | 过载或应力集中 | 加大根部圆角，降低负载 |
| 异响 | 配合松或缺油 | 紧固，加油 |
升级方向
- 双万向节：消除不等速。
- 等速万向节：球笼式结构。
- 伸缩万向节：允许轴向移动。
参考来源
- 机械设计
- 联轴器与离合器
- 车辆传动