连云香， 张心明， 徐连香， 王战友

（长春理工大学机电工程学院，长春130022）

0 引言

该万向节是应用于石油钻探井下开窗工具中的换向装置，主要起传递扭矩作用，一般工艺为连续油管+井下马达+万向节+螺杆+钻头［1］。

十字轴式万向节具有结构简单，低副磨损小，传递功率大，主、从动轴间夹角允许变化范围大的特点，因此本设计方案采用十字轴式万向节。传统万向节主要是在不同轴线上的轴之间传递旋转扭矩，它被广泛应用于各类卡车的传动轴、联接轴之间。与传统十字轴功能类似，此十字轴万向节应用于套管内开窗传递扭矩，万向节的主要作用将井下马达传递的扭矩改变90°传递给螺杆，带动开窗钻头工作，要求抗扭强度高，转角精确。经过近些年的努力改进，十字轴万向节的安全性和可靠性有很大提升，但对于几千米深度下套管开窗工作强度依然不够。并且其一般校核方法忽略了万向节所受附加弯矩的影响，因此，针对井下开窗工具的具体工作环境，选择合理的设

1 井下开窗工具万向节的失效分析

通常万向节主要由万向节叉、十字轴、滚针轴承、密封元件等组成。结构强度和抗扭强度不够是万向节失效的主要原因。万向节叉和十字轴是承受扭矩较大的易损元件［2］。另外，万向节的一些几何参数和结构参数设计的不合理，导致万向节工作过程中与传动轴发生共振，产生疲劳损坏。

2 十字轴万向节受力分析

2.1 十字轴万向节设计中应……

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