【摘要】： 軸類(lèi)零件是電泵機(jī)組的關(guān)鍵部件，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)組的綜合能力的發(fā)揮意義重大。本文在分析潛油電泵機(jī)組具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)不同類(lèi)型的軸類(lèi)零件做了受力分析，根據(jù)分析需要建立了不同的力學(xué)模型，并應(yīng)用三維等參數(shù)單元法對(duì)軸類(lèi)零件進(jìn)行了強(qiáng)度分析和計(jì)算。計(jì)算采用了ANSYS分析軟件，利用該軟件的自動(dòng)網(wǎng)格劃分技術(shù)對(duì)分析對(duì)象進(jìn)行了10節(jié)點(diǎn)或20節(jié)點(diǎn)等參數(shù)單元?jiǎng)澐�。針�?duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)存在小角度問(wèn)題給網(wǎng)格劃分帶來(lái)的困難，本文對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了必要的簡(jiǎn)化，并通過(guò)兩種簡(jiǎn)化方式的計(jì)算對(duì)比，從中選擇了較為合理的一種，使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。在對(duì)電泵機(jī)組軸類(lèi)零件強(qiáng)度分析的基礎(chǔ)上，又根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)于潛油泵軸，應(yīng)力較大點(diǎn)主要集中在軸的花鍵部位，特別是花鍵根部應(yīng)力集中最大，是潛油泵軸強(qiáng)度的最薄弱點(diǎn)。實(shí)踐證明，軸斷部位基本集中在潛油泵軸花鍵的根部，說(shuō)明計(jì)算結(jié)果和實(shí)際是吻合的；對(duì)于潛油電機(jī)軸，應(yīng)力集中點(diǎn)主要處在軸承鍵與環(huán)槽的交界處和花鍵的根部。在軸的安全性上，對(duì)Φ17.4mm泵軸計(jì)算結(jié)果是不安全的；對(duì)Φ22.2mm泵軸計(jì)算結(jié)果是安全的；對(duì)Φ30.2mm電機(jī)軸計(jì)算結(jié)果是安全的，而且還有較大的功率輸出空間。 通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使軸的強(qiáng)度得到明顯的改善。其中對(duì)Φ17.4mm泵軸的優(yōu)化，通過(guò)增大花鍵內(nèi)徑，提高了花鍵齒底的強(qiáng)度，降低了應(yīng)力集中點(diǎn)附近的應(yīng)力；對(duì)Φ30.2mm電機(jī)軸的優(yōu)化，通過(guò)在軸承鍵的環(huán)槽端增加倒角，有效降低了該位置的應(yīng)力集中，使軸的最大應(yīng)力點(diǎn)從軸承鍵與環(huán)槽的交界處轉(zhuǎn)變到花鍵根部與收尾的交界處，提高了電機(jī)軸整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的合理性。 本文在國(guó)內(nèi)首次利用有限元法對(duì)潛油電泵機(jī)組軸類(lèi)零件進(jìn)行高精度強(qiáng)度分析和計(jì)算，它克服了傳統(tǒng)工程計(jì)算方法的局限性，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)電泵機(jī)組軸類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)，提高軸類(lèi)零件的承載能力，從而提高整機(jī)的設(shè)計(jì)水平都具有重大意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.2
【圖文】：

花鍵槽收尾末端補(bǔ)個(gè)小臺(tái)階，消除小角度問(wèn)題，見(jiàn)圖6.1所示。該臺(tái)階對(duì)該部分應(yīng)力計(jì)算結(jié)果有影響，但是該部分不是最大應(yīng)力區(qū)，且離最大應(yīng)力區(qū)有一定的距離，因此并不影響整體計(jì)算結(jié)果的分析。圖6.1花鍵槽收尾末端補(bǔ)臺(tái)階示意圖6.1.3山22.Zmm潛油泵軸的計(jì)算結(jié)果分析6.1.3.1采用方案一計(jì)算結(jié)果分析段總長(zhǎng)158mm，共計(jì)劃分31570個(gè)單元，46543個(gè)節(jié)點(diǎn)。單元網(wǎng)格劃分結(jié)果見(jiàn)圖6.2。有限元計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖6.3一圖6.7應(yīng)力等值線圖。表6.3一表6.6列出的是典型位置節(jié)點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力值。計(jì)算結(jié)果表明花鍵齒根與花鍵收尾交界處所受的應(yīng)力值最大，最大計(jì)算值為9巧.61Mpa(節(jié)點(diǎn)號(hào)223):最大應(yīng)力值附近單元節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值降為669.3IMPa(節(jié)點(diǎn)號(hào)219);受力側(cè)齒頂最大應(yīng)力值僅為256.3MPa(節(jié)點(diǎn)號(hào)811);花鍵收尾末端(與軸外表面交接處)最大應(yīng)力值為413.99MPa(節(jié)點(diǎn)號(hào)90)。說(shuō)明花鍵的危險(xiǎn)部位在花鍵齒根與花鍵收尾的交界處。軸的其它部位，卡簧槽底最大應(yīng)力值為651.98MPa(節(jié)點(diǎn)號(hào)122);軸外表面最大應(yīng)力值為431.7MPa(節(jié)點(diǎn)號(hào)83)

采用方案一單元網(wǎng)格劃分結(jié)果

【引證文獻(xiàn)】

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2 孔繁余;高翠蘭;季建剛;張洪利;劉厚林;;基于Visual C++ 6.0軟件平臺(tái)的屏蔽泵軸向力計(jì)算[J];排灌機(jī)械;2008年06期

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本文編號(hào)：2723223