经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

基于ANSYS联轴器螺栓联接的有限元分析

发布于:2020-08-05 19:49
有限元分析

       双螺杆磨浆机是一种新型的节约型磨浆设备,在造纸工业中受到广泛重视.它的传动箱与两螺杆之间采用鼓形齿联轴器联接,鼓形齿式联轴器采用普通平键和螺栓双层联接,中间的鼓形齿允许两被联接轴有一定的摆动角度。由于双螺杆磨浆机需要传递的扭矩很大,而且两螺杆中心距较小,不能采用标准的鼓形齿联轴器,需要设计结构更加紧凑的非标鼓形齿联轴器。由于联轴器外径受限,螺栓孔定位圆尺寸受到限制,只能采用直径较小的螺栓。
       螺栓联接利用螺纹零件构成,拆卸方便、应用很广。螺栓和法兰联接系统的失效将直接影响到设备的可靠性,带来经济损失。文献对螺栓联接进行有限元分析,通常情况下都是建认有限元模型,然后施加约束和载荷,最后将求解结果与理论结果进行比较,并得出结论;但是,没有考虑螺帽、螺母与法兰面之间以及两法兰面之间的摩擦因数不同对有限元分析结果的影响。
       材料的摩擦因数与零件接触表面粗糙度及表面处理方式有关,摩擦因数影响联接螺栓的预紧力,从而影响联接的安全性和可靠性。本文通过UG进行三维实体建模,然后采用ANSYSApp模拟分析,对用于双螺杆磨浆机的非标鼓形齿联轴器的螺栓进行强度和刚度校核,以选择满足要求的联接螺栓;进一步找到摩擦因数与联接螺栓强度、刚度之间的联系,从而选择合理的摩擦因数及表面加工工艺,以保证螺栓联接的安全性和可靠性。
       鼓形齿式联轴器结构与标准鼓形齿联轴器结构基本相同,但由于径向结构受限,内孔采用两个尺寸较小的普通平键,以减小键槽对鼓形齿齿圈套筒强度的削弱,此外,由于联轴器外径受限,螺栓孔定位圆尺寸受到限制,只能采用直径较小的螺栓。
       双螺杆磨浆机传动箱输出轴单轴最大扭矩为30000 Nm,双螺杆中心距为300 mm,传动箱输出轴和螺杆输入轴的轴端直径均为d=140 mm,由于联轴器的径向受限,取鼓形齿联轴器的外直径尺寸为d5=295 mm,鼓形齿外齿圈外径do=185 mm,内齿套外径244 mm;螺栓联接中心线直径270 mm,初步选择螺栓的直径为12 mm,螺栓个数为12个,进行强度校核
       接触分析是一种高度非线性分析,会占用大量的计算资源.为了在有限元App分析中节省计算资源,所以对鼓形齿式联轴器螺栓联接进行简化,由于只想知道螺栓联接强度,所以只需对螺栓、螺母及与螺栓相连接的内齿套建模。为简化计算,在内齿套建模过程中省掉内齿,在法兰直接加载扭矩,这对螺栓的作用效果是一样的,不会影响分析结果。另外,考虑结构的对称性,假设每个螺栓受转矩均匀,因此只对单个螺栓进行分析,运用UGNXApp进行三维实体建模。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州小鱼儿科技有限企业
                                                                              本文出自杭州小鱼儿科技有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!


tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图