基于万向联轴器的ANSYS有限元分析

本文主要是针对十字万向联轴器叉头结构应力分析的研究。首先,用ANSYS有限元软件对所研究的十字万向联轴器进行建模,通过划分网格、选择材料、施加约束和载荷,计算出当转矩分别在1195kN·m和2300kN·m两种情况下的结构应力分布情况,从分析结果的应力图中查出在工作的时候哪些部位会出现结构应力会集中的现象。广泛用用于机械工业的诸多行业,其通用性不言而喻。联轴器作为机械传动中重要轴系部件,它具备联接两轴的重要作用,在其它工况下还具有联接轴与其它相关的回转部件的作用,并且,联轴器具有传递转矩和运动的功用。此外,联轴器有着自身的特点,其它部件如链传动、齿轮传动及带传动等传动机构无法取代的。例如,倘若要想把一根轴上的扭矩或转速以相对较大的轴间夹角,远距离传送到另一根角度将会产生变化的轴,通常仅可以采用联轴器传动机构来实现。由于计算机有限元分析技术的讯速发展,ANSYS有限元分析软件被广泛的应用于机械工业行业,人们采用ANSYS有限元分析软件对轧机十字万向联轴器实施结构应力分析,且获得了显著成效。

1十字万向联轴器结构简介

十字万向联轴器由叉头、衬板、轴端扁头所组成,如根据实际刚才中的双十字万向联轴器,其总长5170mm。本文主要针对十字双万向联轴器的叉头,所以取其中一部分作为分析研究的对象。在有限元分析过程中,主要在轴端扁头施加两个相反的力,并对叉头的结构应力进行分析。

2十字万向联轴器结构应力有限元分析

根据十字万向联轴器的工作特点分两种工况对其进行分析:1)当转矩为1195kN·m时叉头的结构应力情况;2)当转矩为2300kN·m时叉头的结构应力情况。

按照对联轴器承受两种大小各异载荷时的应力情况展开分

析,得出如下结论:叉头上应力较大、较早出现屈服和疲劳的部位是:衬板槽底面和侧面过渡圆角处,衬板螺栓孔周边,衬板槽与退刀槽过渡位置。一旦降低该类部位的应力大小,势必会变大叉头的承载能力。但是其承载能力无法企及额定转矩,是是不是可以达到疲劳转矩还需进一步的探索。在不清楚联轴器实际转矩的情况下,用有限元法不能轻易确定产生叉头断裂的原因是静强度低下还是因疲劳致使功能退化。假设联轴器实际转矩较小,叉头断裂也许会是材料或热处理没有符合要求而出现的。



十字轴式万向联轴器的主要特点为:

1.具有较大的角度补偿能力。

2.结构紧凑合理。SWC-BH型采用整体式叉头,使运载具有优良性。

3.承载能力大。与回转直径相同的其它型式的联轴相比较,其所传递的扭矩大的,此对回转直径受限制的机械设备,其配套范围具优越性。

4.传动效率好。用于大功率传动,节能效果优良果。

5.联轴器操作简单、运载平稳,噪声低,装拆维护方便。

万向联轴器由于其偏差角度大,传递扭矩高等特点,被广泛应用于各类通用机械场合.万向联轴器适用于联结空间同一平面上两轴轴线夹角β≤45o的传动场合,传递公称转矩11.2-1120N.m.WSD型为单十字万向联轴器,WS型为双十字万向联轴器每节大轴间夹角45o.成品孔H7,可根据要求,开键槽,六方孔和四方孔.允许两轴间夹角在限定的范围内随工作需要而改变.对两轴的操作要按照技术数据为依靠,把握好正确处理偏差问题。

万向联轴器产品广泛应用于冶金,设备制造,石油,一对一汽车、工程机械、矿山,港机,造纸等产业,已通过ISO9001:2008口碑质量管理体系认证,拥有数控动平衡试验机、数控车床、线切割、立铣床、花键铣床、花键磨床、40吨拉床、中高频淬火热处理等各类机械加工设备100多台套。具备专注服务的制造团队,可根据客户需求进行各类联轴器的生产,产品种类主要有:万向联轴器,膜片联轴器,梅花,星形联轴器,鼓形齿,齿式联轴器,带制动轮弹性柱销式联轴器,夹壳联轴器,球面滚子联轴器,胀紧联结套等。我公司部份产品现货大量库存,定制产品交货迅捷,销售网络覆盖,部分联轴器已出口海外。

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