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​万向联轴器动态特性仿真分析

2020-07-11 09:10:48

万向联轴器动态特性仿真分析

万向联轴器由两个单万向联轴节和一根中间轴构成,可用来实现相交、平行或空间交错的两轴间的联接,以实现主动轴和从动轴之间的运动和动力的传递。合理的传动设计能传递动力,运动传递中产生的振动,尽可能两轴等速转动和传递相同的转矩,它在机械工程中发挥着重要的作用。利用Pro/E软件建立万向联轴器的三维模型;将模型导入ADAMS中,并在ADAMS中对模型进行属性定义,添加约束和驱动,获得刚体模型的虚拟样机[1];将中间轴模型导入到ANSYS中,并在ANSYS中对模型进行有限元分析[2],并将求解结果导入到ADAMS中,从而建立了万向联轴器的刚柔耦合模型;然后对模型进行动态特性仿真分析。1刚柔耦合模型的建立我们根据厂家提供的数据,在Pro/E软件中建立了万向联轴器的三维装配模型;通过x-t文件,将模型导入ADAMS软件中。在ADAMS软件中建立万向联轴器的刚体模型,方法如下:1)配置材料属性,将材料选为ADAMS标准库中的steel。2)添加约束,将机架固定在大地(Ground)上,输入轴1(输出轴2)与机架之间建立旋转副(Revolute),单万向节间通过胡克副连接;输入轴(中间传动轴、输出轴)与单万向节间可用固定副(Fixed)固定在一起以便于分析。通过添加各种约束实现各构件间的相对运动,从而将不同的构件连接起来组成一个机械系统。3)添加驱动,这里添加的是旋转驱动。由于在实际应用过程中,中间传动轴会产生量的变形,因此当我们把中间传动轴定义成刚体进行仿真分析时,仿真结果与实验结果会有量的误差。为了更符合实际,我们把中间传动轴定义为柔性体,建立刚柔耦合的双万向节模型。具体方法如下:1)在Pro/E软件中将中间传动轴保存为IGES文件,然后将模型导入到ANSYS中。2)在ANSYS中,通过扫略方法对模型进行网格划分;ADAMS进行仿真分析时可生成.lod文件,ANSYS直接调用此文件生成力的边界条件,对模型进行模态分析。3)ANSYS进行模态分析时,可生成.mnf文件;利用ADAMS的Flex模块将此文件调入,以生成模型中的柔性体,然后用柔性体替换刚形体,从而建立刚柔耦合的万向联轴器模型

在磨削中采用实现砂轮磨损自动补偿的特殊的计算方式,来进行大圆弧面曲线的数控磨削加工。此加工方式的优点是,零件装夹位置的改变在加工中简便易行,由于在加工中运动是单方向运行的,所以避开了丝杠间隙对加工的影响,大圆弧面面曲线轨迹的完整性。砂轮磨损自动补偿的实现,计算简单,编程调试方便,零件轮廓的加工精度提高,加工误差减小,大圆弧面面曲线精度的一致性。显而易见,此加工方式在大圆弧面曲线的数控实际磨削加工中,得到了令人满意的加工效果。对柔性体通过模态分析,可以查看各模态的振型,确定哪些模态对计算结果不能做出贡献,就可以令其失效。对中间传动轴进行模态分析,将对计算结果影响较大的几阶模态查找出来并令其失效。经实际加工证明:采用上述加工方式磨削大圆弧面的型面精度,与常规(包括数控)的磨削加工方式相比,具有加工精度,此加工方式对磨削各类非圆曲线零件的数控磨削加工,有着举一反三的作用。同时避开了一般单位缺少数控系统的条件拓宽和扩展了数控技术的应用范围,具有很强的实用性。