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萬向聯軸器優化設計

發布者:泊頭鑫程1  發布日期:2021-03-21

萬向聯軸器優化設計

軋鋼機等大型機械設備上用的十字軸萬向聯軸器通常有兩種結構形式:一種稱分離式十字軸萬向聯軸器,其結構形式是聯軸器叉頭由分離的軸承蓋與軸承座用螺栓連接,這種形式的結構,在沖擊載荷作用下,螺栓容易松動和斷裂,而且螺栓占用了空間,許用傾角小,限 制了聯軸器的適用范圍。另一種稱整體式無螺栓十字軸萬向聯軸器,其結構形式是采用整體叉頭,無螺栓,彌補了前者的不足,但其自身也有缺點,由于叉頭孔變大造成叉頭根部強度減弱,叉頭的內輪廓為復雜曲面,制造及裝配困難等。

利用三維有限元法對叉頭整體結構進行分析,尋找較大應力和較大應力點,然后,以較大應力較小為目標,尋求簡單的幾何曲面來代替原來的復雜曲面。結構的形狀優化設計又稱結構應力優化設計,其實質是用改變結構形狀參數的方法,達到改變應力分布狀態,減小較大應力。叉頭的內輪廓形狀非常復雜,工藝性很差,而且原結構根部較大應力偏大,結構的形狀優化設計的目的是希望設計一種新的輪廓曲線代替原來的內輪廓曲線,在不影響萬向聯軸器的使用性能,不加大叉頭整體尺寸,滿足裝配要求的前提下,降低較大應力,提高制造工藝性。故采用“圓弧—直線—圓弧”作為母線,沿Z軸拉伸構成叉頭內輪廓曲面。為不加大叉頭整體尺寸,外輪廓仍然采用原來形狀。



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