【摘要】：環(huán)槽式雙萬向聯(lián)軸器是螺桿泵的重要動力傳輸部件,目前我國基本依賴進口,國內(nèi)的設(shè)計手冊中尚無相應(yīng)的設(shè)計和計算方法。本文的研究為該聯(lián)軸器的設(shè)計、使用提供了理論依據(jù),具有重要的理論與實用價值。 根據(jù)空間機構(gòu)的理論對環(huán)槽式萬向聯(lián)軸器進行機構(gòu)分析,推導(dǎo)出基本運動規(guī)律、中間軸的載荷規(guī)律以及聯(lián)軸器的效率公式。 基于ANSYS軟件建立了中間軸的有限元模型,提出了中間軸的余弦規(guī)律的力學(xué)模型,根據(jù)中間軸的載荷規(guī)律使用ANSYS的APDL語言編程加載,進行了結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動力學(xué)分析,并與靜力分析結(jié)果比較,得出中間軸的應(yīng)力變化規(guī)律。 基于虛擬樣機技術(shù),采用多體動力學(xué)分析軟件virtual.Lab建立了雙聯(lián)軸器多剛體系統(tǒng)虛擬樣機,進行了運動學(xué)、動力學(xué)分析仿真,通過與理論值相比較,驗證了多剛體虛擬樣機的正確性。 在多剛體模型的基礎(chǔ)上對中間軸進行柔性化處理,建立聯(lián)軸器的剛?cè)狁詈夏Ｐ?進行其動力學(xué)分析及仿真,考察了聯(lián)軸器的工作性能,得到了中間軸的動力學(xué)響應(yīng),并與結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動力學(xué)計算結(jié)構(gòu)作了分析比較。 根據(jù)剛?cè)狁詈戏治龅玫降膽?yīng)力—時間歷程結(jié)果,基于virtual.lab的疲勞分析模塊進行了中間軸的疲勞分析,得到了中間軸疲勞損傷區(qū)域以及疲勞壽命。 常規(guī)的結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析方法將中間軸單獨從聯(lián)軸器系統(tǒng)中分離出來,簡化后進行計算,計算結(jié)果和實際有一定差距。本文考慮到中間軸的柔性變形,首次對聯(lián)軸器進行剛?cè)狁詈戏治?使中間軸的動力學(xué)計算更貼近實際,對該類聯(lián)軸器的分析研究做了有益的探索。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH133.4
【圖文】：

網(wǎng)格信息自動將中間軸剛體模型替換成有限元模型，如圖6.2所示，并在剛性區(qū)域的中心節(jié)點處生成對應(yīng)的工nterface點(界面點)。同時軟件自動對中間軸的有限元模型進行更新，剛性區(qū)域中心也生成了工nterface點，如圖6.1所示。通過使用Jnterface點，可以傳遞與該柔性體相鄰構(gòu)件的運動和力矩，同時將邊界條件信息施加到柔性體上，為求解Craig_Bampton模態(tài)做好準備。圖.62聯(lián)軸器剛?cè)岬満蠄Dvjrtual.Lab要借助其他有限元求解器求解Craig_Bmapton模態(tài)。它與有限元分析軟件Nastrna、AnsyS都有很好的接口，可以直接將模型信息導(dǎo)入其他求解器中計算Craig_BamPno模態(tài)，然后再將結(jié)果讀入Virtual二Lba中進行后續(xù)分析。本文利用Nastrna求解器求解中間軸的Cargi_Bmaptno模態(tài)。在Virtual.Lab/Motion/FlexibleBodyDesign中先引入一個關(guān)于Nastran求解器的Craig_Bampton模態(tài)計算模塊，把工nterface點引入該計算模態(tài)，這樣，包在Interface點中的邊界信息也被傳遞了進來。定義好需要求解的階數(shù)后，便可進行Crai歇Bampton模態(tài)的計算。在保證計算精度的同時考慮到計算量的大小因素

這與理論分析是一致的。仿真時間為0.455時的聯(lián)軸器剛?cè)岬満咸摂M樣機如圖6.15所示。圖6.巧仿真時間為.0455時的聯(lián)軸器剛?cè)岬満咸摂M樣機經(jīng)過比較計算，在第430步時節(jié)點的應(yīng)力最大，此時仿真時間為0.4305，最大應(yīng)力為54.gMPa，最大節(jié)點為46。圖6.16為第430步時中間軸節(jié)點應(yīng)力云圖，圖中紅色標記指向的位置為最大應(yīng)力位置。可以看出，最大應(yīng)力出現(xiàn)在叉頭的內(nèi)側(cè)邊緣的尖角處。圖6.泊甲{日J釉風(fēng)力云圖中間軸所用材料為40Cr，其力學(xué)性能為:氣二90OMPa，。、=758MPa

圖7.6疲勞分析組圖云圖可以看出，中間軸的疲勞失效主要發(fā)生在受部分均沒有疲勞失效，而且整個中間軸沒有發(fā)生靜頭部分為直接接觸受力的位置，在運轉(zhuǎn)中除了受到加的彎矩以及摩擦阻力矩，受力比較復(fù)雜，從結(jié)構(gòu)，尤其在叉頭內(nèi)側(cè)，由于配合間隙的存在，使得該所以容易出現(xiàn)疲勞損傷。禍合分析結(jié)果(圖.77)來看，其應(yīng)力最大的部位出勞分析中顯示的疲勞損傷也大都出現(xiàn)在尖角的周圍。

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 盧耀祖;常曉清;喻艷;張氫;;應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)進行岸邊集裝箱起重機結(jié)構(gòu)強度破壞原因分析[J];機械強度;2009年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 陳向科;施密特平行軸聯(lián)軸器理論研究[D];西安理工大學(xué);2007年

2 陳遠大;斯特林機菱形機構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真[D];重慶大學(xué);2012年

3 郭課林;膜片聯(lián)軸器動力學(xué)仿真及疲勞壽命分析[D];重慶大學(xué);2012年

本文編號：2751772