柱销联轴器有限元模型分析应力变化

 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，