基于萬向聯軸器的ANSYS有限元分析

本文主要是針對十字萬向聯軸器叉頭結構應力分析的研究。首先，用ANSYS有限元軟件對所研究的十字萬向聯軸器進行建模，通過劃分網格、選擇材料、施加約束和載荷，計算出當轉矩分別在1195kN·m和2300kN·m兩種情況下的結構應力分布情況，從分析結果的應力圖中查出在工作的時候哪些部位會出現結構應力會集中的現象。廣泛用用于機械工業的諸多行業，其通用性不言而喻。聯軸器作為機械傳動中重要軸系部件，它具備聯接兩軸的重要作用,在其它工況下還具有聯接軸與其它相關的回轉部件的作用，并且，聯軸器具有傳遞轉矩和運動的功用。此外，聯軸器有著自身的特點，其它部件如鏈傳動、齒輪傳動及帶傳動等傳動機構無法取代的。例如，倘若要想把一根軸上的扭矩或轉速以相對較大的軸間夾角，遠距離傳送到另一根角度將會產生變化的軸，通常僅可以采用聯軸器傳動機構來實現。由于計算機有限元分析技術的訊速發展,ANSYS有限元分析軟件被廣泛的應用于機械工業行業，人們采用ANSYS有限元分析軟件對軋機十字萬向聯軸器實施結構應力分析，且獲得了顯著成效。

1十字萬向聯軸器結構簡介

十字萬向聯軸器由叉頭、襯板、軸端扁頭所組成，如根據實際剛才中的雙十字萬向聯軸器，其總長5170mm。本文主要針對十字雙萬向聯軸器的叉頭，所以取其中一部分作為分析研究的對象。在有限元分析過程中,主要在軸端扁頭施加兩個相反的力，并對叉頭的結構應力進行分析。

2十字萬向聯軸器結構應力有限元分析

根據十字萬向聯軸器的工作特點分兩種工況對其進行分析：1）當轉矩為1195kN·m時叉頭的結構應力情況；2）當轉矩為2300kN·m時叉頭的結構應力情況。

按照對聯軸器承受兩種大小各異載荷時的應力情況展開分

析，得出如下結論：叉頭上應力較大、較早出現屈服和疲勞的部位是：襯板槽底面和側面過渡圓角處，襯板螺栓孔周邊，襯板槽與退刀槽過渡位置。一旦降低該類部位的應力大小，勢必會變大叉頭的承載能力。但是其承載能力無法企及額定轉矩，是是不是可以達到疲勞轉矩還需進一步的探索。在不清楚聯軸器實際轉矩的情況下，用有限元法不能輕易確定產生叉頭斷裂的原因是靜強度低下還是因疲勞致使功能退化。假設聯軸器實際轉矩較小，叉頭斷裂也許會是材料或熱處理沒有符合要求而出現的。

十字軸式萬向聯軸器的主要特點為：

1.具有較大的角度補償能力。

2.結構緊湊合理。SWC-BH型采用整體式叉頭，使運載具有優良性。

3.承載能力大。與回轉直徑相同的其它型式的聯軸相比較，其所傳遞的扭矩大的，此對回轉直徑受限制的機械設備，其配套范圍具優越性。

4.傳動效率好。用于大功率傳動，節能效果優良果。

5.聯軸器操作簡單、運載平穩，噪聲低，裝拆維護方便。

萬向聯軸器由于其偏差角度大,傳遞扭矩高等特點,被廣泛應用于各類通用機械場合.萬向聯軸器適用于聯結空間同一平面上兩軸軸線夾角β≤45o的傳動場合,傳遞公稱轉矩11.2-1120N.m.WSD型為單十字萬向聯軸器,WS型為雙十字萬向聯軸器每節大軸間夾角45o.成品孔H7,可根據要求,開鍵槽,六方孔和四方孔.允許兩軸間夾角在限定的范圍內隨工作需要而改變.對兩軸的操作要按照技術數據為依靠，把握好正確處理偏差問題。

萬向聯軸器產品廣泛應用于冶金，設備制造，石油，一對一汽車、工程機械、礦山，港機，造紙等產業，已通過ISO9001：2008口碑質量管理體系認證，擁有數控動平衡試驗機、數控車床、線切割、立銑床、花鍵銑床、花鍵磨床、40噸拉床、中高頻淬火熱處理等各類機械加工設備100多臺套。具備專注服務的制造團隊，可根據客戶需求進行各類聯軸器的生產，產品種類主要有:萬向聯軸器，膜片聯軸器，梅花，星形聯軸器，鼓形齒，齒式聯軸器，帶制動輪彈性柱銷式聯軸器，夾殼聯軸器，球面滾子聯軸器，脹緊聯結套等。我公司部份產品現貨大量庫存，定制產品交貨迅捷，銷售網絡覆蓋，部分聯軸器已出口海外。