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卷筒用球面滚子联轴器静力有限元分析

2021-03-03 14:34:03

卷筒用球面滚子联轴器静力有限元分析

对球面滚子联轴器的关键零件进行有限元分析,确定其内力和接触应力的分布规律,为产品设计和接触面计算提供有关分析数据

卷筒用球面滚子联轴器在机械产品中传递运动和转矩,同时过载保护,传动性能,延长机器寿命。对卷筒用球面滚子联轴器的关键零件半联轴器、外套本体钢结构进行有限元分析,确定其内力和接触应力的分布规律,为产品设计和接触面计算提供有关分析数据。假设在受力后,滚子不动,半联轴器、外套产生弹性变形,这样半联轴器、外套与滚子的接触面节点法向位移约束不动,其中接触面柱面弧长用试算法确定,柱面轴线方向的长度由于计算规模限制选用适当长度。半联轴器在滚子的压力下产生变形,由于与滚子的接触面积和压力分布是待确定量,只能处理为接触面法向节点位移约束,与齿轮轴的接触力处理为载荷。这样,半联轴器的 位移虽然失真,变形规律(相对变形)与实际情况一致。较大位移为0.033mm,发生在与齿轮轴接触处的左上方。齿面的接触弧线长度在7.33~18.32mm范围内变化。较小主应力为负值时即较大压应力,外齿接触面的接触应力分布规律可近似看作单元表面的较大压应力的分布规律。呈现的变化规律:外齿与滚子的接触区域为高应力区,较大局部应力在齿表面,位置为上面的齿在根部并随着自上至下向齿顶部移动,左边大,右边小逐渐变化,较大应力在较左边,为324.9MPa。

半联轴器的每个接触区受力规律是较上边较大,向两边逐渐减小。对上部分的单个齿来讲,法向约束力在断面弧线上中间大,两边小,并大致对称,其分布规律与较小主应力相同。对外套来讲,较大受力在左上45°处,与半联轴器明显不同的是在同一齿上约束力分布并不对称,较大约束力点一般偏向齿顶处。显然,径向力分布的不同,影响了约束力的分布。