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柱销联轴器有限元模型分析应力变化

发布者:鑫程机械  发布日期:2018-03-27

 柱销联轴器具有较强的补偿两轴相对位移和缓冲的性能,且结构简单、换方便,所以在一些重要设备上被用作过载保护装置〔z.s7。由于柱销联轴器的几何结构和载荷比较复杂,在传统的设计和选型过程中只是根据经验确定其参数,缺乏的强度计算方法,系数往往取得过大。本文利用大型有限元分析软件ANSYS,以HL8联轴器ZC110 x167/JB100 x 167, GB5014-85为例,对其进行了数值模拟分析,得出柱销联轴器构件的应力和应变分布图。通过应力应变图,设计者就能很方便地找到应力危险区,为进一步改进柱销联轴器的受力情况和结

构设计、减小联轴器的重量及减少设计余量提供了理论依据。

2有限元模型的建立

    HL8柱销联轴器由锻钢制成,该材料的弹性模量Ex=206 GPa,泊松比P}=0.3,屈服限}o=350 MPa。几何尺寸:半联轴器长L=210 mm,孔径di=110 mm,套筒外径}z=190 mm,圆盘外径D=340 mm,厚度h=45 mm;柱销孔直径ds=40 mm柱销孔分布圆直径D1=280 mm。外力特性:许用公称转矩T=15 . 68 kN/m o

    由于柱销联轴器左右两部分结构对称,所以本文只对联轴器的输出端进行分析。在分析过程中,假定材料是线弹性的,即认为材料不出现屈服。采用八节点六面体单元,因为此单元带有3个方向的旋转自由度,便于施加力矩。通过单元大小进行控制,共产生出3 129个节点,12 854个单元。图1为联轴器输出端的网格划分图。

    输出端半联轴器承受12个柱销对柱销孔的作用扭矩和轴作用在键槽及套筒上的反作用扭矩,前一个扭矩视为驱动力,后一个扭矩视为约束。加载时

认为键槽受到Y方向力的作用,且沿轴向无变化,孔内缘受到X, Y方向的约束。柱销与柱销孔之间为间隙配合,柱销孔受到切向力的作用而产生扭矩。在实际工作中,联轴器是运转的,且受到冲击力的作用,但由于柱丽,半联轴器承受的冲击是有限的,


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