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基于UG的矩形花键有限元分析

发布于:2017-07-28 20:42
有限元分析

      矩形花键主要应用于机床、工程机械、矿山机械、起重机械等行业中,是目前我国机械制造工业应用最广泛的花键。矩形花键主要用于齿轮箱、离合器、传动轴等机械传动装置机构中传递动力。花键联接传动具有接触面积大、承载能力高、定心性能和导向性能较好、键槽浅、应力集中小、对轴和毅的强度削弱小、结构紧凑等优点,常应用于传递较大转矩和定心精度要求高的静联接和动联接,因此,对矩形花键进行有限元分析至关重要。
      启动UGNX6.0,新建文件,名称为DN100-10的文件,单位为mm;选择应用-[建模],进入UG建模界面;选择圆柱:直径38mm,高度5mm;选择[草图],绘制图,拉伸;再建一直径为50mm、高度为5mm的圆柱与图模型求差。设置求解器为NX NASTRAN DESIGN。分析类型设置为结构分析。结算方案类型为线性静力学一单约束。
      矩形花键的材料在材料库中选择金属Steel,当选择Steel后,在UG中材料默认属性包括材料类型为各向同性,材料质量密度为7.829x e3kg/mm-3,比热为4.34 x10RmJ/k,杨氏模量为206940000MPa,泊松比为0.3。
      设置此花键只受纯转矩载荷。载荷施加在花键小径和大径的齿面上。
      施加约束为固定约束,在花键的外部整个圆面上施加在和大径的齿面上。
      施加约束为固定约束,在花键的外部整个圆面上施加。
      施加载荷类型为扭矩,转矩T=50 N.mm。
      网格划分目的是将结构离散化成连续的3D四面体网格。UG6.0采用的是在实体上创建4节点或10节点的四面体单元网格,这里定义单元类型为4节点,单元大小为0.5 mm,划分成单元数为167967,节点数为36060。
      结算方案采取迭代结算法。整个模型分析可信度为97.337。应力分布云图,对于只受扭矩而无轴向力的花键,最大应力发生在齿根处。(1)应用UGApp对矩形花键建模后,在同一App中(2)有限元分析表明,花键在只受扭矩而无轴向力时,花键应力状态水平较低,高应力区主要集中在键槽的齿根部。(3)采用有限元分析方法与传统方法相比,提高了分析精度,为进一步改进花键以及与其相配合零件的改进和应力分析提供了理论依据。


                                                                                  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
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