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拨沙滚轮球面滚珠联轴器疲劳寿命分析

2021-03-02 15:29:09

拨沙滚轮球面滚珠联轴器疲劳寿命分析:球面滚珠联轴器是沙滩清洁车垃圾拾取装置液 压 马 达与拨沙滚轮关键联接装置。为研究拨沙滚轮球面滚珠联轴器的疲劳寿命,首先,运用点接触的L-P理论对其进行了寿命计算;然后,运用有限元法建立了联轴器的数值分析模型,通过变广拉格朗日算法对其进行多体接触有限元分析,利用ADAMS中的Impact函数进行运动学分析深受滚珠的接触载荷谱;通过FatigueTool软件根据Miner法则进行疲劳寿命分析。结果表明,疲劳寿命的有限元计算结果与理论计算结果比较吻合,球面滚珠联轴器满足设计要求,证明了理论计算的合理性。为联轴器的疲劳寿命研究和后期的优化分析提供了参考依据。联轴器是连接主动轴和从动轴使之共同旋转以传递转矩的机械部件,广泛应用于各机械装置的轴系传动中。在使用过程中,联轴器通常因为承受持续的接触力和离心力的作用而产生表面疲劳剥落及断裂现象Herbstritt等运用名义应力法对联轴器的使用寿命进行了估算;运用有限元法和薄板弯曲理论对膜片联轴器疲劳裂纹寿命进行了分析;对获取疲劳分析时时间载荷历程的方法进行了研究;通过实测的对接轴载荷时间历程对万向联轴器进行静力学分析与疲劳寿命分析并估算出其疲劳寿命与安 全系数。上述研究虽然对联轴器的疲劳寿命做出了巨大贡献,但大都是单纯运用疲劳公式或者有限元法进行计算,其时间载荷曲线通过实测深受或在较大应力点加载恒定载荷来估算疲劳寿命,存在成本高、周期长、误差大等缺点。而本文中通过软件对联轴器进行分析获得时间载荷历程,很好地解决了这些问题。

1)根据球面滚珠联轴器的结构特点,借鉴轴承疲劳寿命理论对其疲劳寿命进行了计算。

2)通过ANSYS/Workbench对球面滚珠联轴器数值进行多体接触有限元分析,通过运动学分析获得滚珠与联轴器的接触载荷谱,利用名义应力法对其进行疲劳计算深受其疲劳寿命。

3)对比理论计算结果与有限元结果,发现结果比较吻合,证明了理论计算联轴器疲劳分析的合理性,为联轴器的疲劳寿命计算提供了确定的参考依据。