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柱銷聯軸器有限元模型分析應力變化

發布者:鑫程機械  發布日期:2018-03-27

 柱銷聯軸器具有較強的補償兩軸相對位移和緩沖的性能,且結構簡單、換方便,所以在一些重要設備上被用作過載保護裝置〔z.s7。由于柱銷聯軸器的幾何結構和載荷比較復雜,在傳統的設計和選型過程中只是根據經驗確定其參數,缺乏的強度計算方法,系數往往取得過大。本文利用大型有限元分析軟件ANSYS,以HL8聯軸器ZC110 x167/JB100 x 167, GB5014-85為例,對其進行了數值模擬分析,得出柱銷聯軸器構件的應力和應變分布圖。通過應力應變圖,設計者就能很方便地找到應力危險區,為進一步改進柱銷聯軸器的受力情況和結

構設計、減小聯軸器的重量及減少設計余量提供了理論依據。

2有限元模型的建立

    HL8柱銷聯軸器由鍛鋼制成,該材料的彈性模量Ex=206 GPa,泊松比P}=0.3,屈服限}o=350 MPa。幾何尺寸:半聯軸器長L=210 mm,孔徑di=110 mm,套筒外徑}z=190 mm,圓盤外徑D=340 mm,厚度h=45 mm;柱銷孔直徑ds=40 mm柱銷孔分布圓直徑D1=280 mm。外力特性:許用公稱轉矩T=15 . 68 kN/m o

    由于柱銷聯軸器左右兩部分結構對稱,所以本文只對聯軸器的輸出端進行分析。在分析過程中,假定材料是線彈性的,即認為材料不出現屈服。采用八節點六面體單元,因為此單元帶有3個方向的旋轉自由度,便于施加力矩。通過單元大小進行控制,共產生出3 129個節點,12 854個單元。圖1為聯軸器輸出端的網格劃分圖。

    輸出端半聯軸器承受12個柱銷對柱銷孔的作用扭矩和軸作用在鍵槽及套筒上的反作用扭矩,前一個扭矩視為驅動力,后一個扭矩視為約束。加載時

認為鍵槽受到Y方向力的作用,且沿軸向無變化,孔內緣受到X, Y方向的約束。柱銷與柱銷孔之間為間隙配合,柱銷孔受到切向力的作用而產生扭矩。在實際工作中,聯軸器是運轉的,且受到沖擊力的作用,但由于柱麗,半聯軸器承受的沖擊是有限的,


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