卷筒用球面滾子聯(lián)軸器靜力有限元分析

對球面滾子聯(lián)軸器的關(guān)鍵零件進行有限元分析,確定其內(nèi)力和接觸應(yīng)力的分布規(guī)律,為產(chǎn)品設(shè)計和接觸面計算提供有關(guān)分析數(shù)據(jù)

卷筒用球面滾子聯(lián)軸器在機械產(chǎn)品中傳遞運動和轉(zhuǎn)矩,同時過載保護,傳動性能,延長機器壽命。對卷筒用球面滾子聯(lián)軸器的關(guān)鍵零件半聯(lián)軸器、外套本體鋼結(jié)構(gòu)進行有限元分析,確定其內(nèi)力和接觸應(yīng)力的分布規(guī)律,為產(chǎn)品設(shè)計和接觸面計算提供有關(guān)分析數(shù)據(jù)。假設(shè)在受力后,滾子不動,半聯(lián)軸器、外套產(chǎn)生彈性變形,這樣半聯(lián)軸器、外套與滾子的接觸面節(jié)點法向位移約束不動,其中接觸面柱面弧長用試算法確定,柱面軸線方向的長度由于計算規(guī)模限制選用適當長度。半聯(lián)軸器在滾子的壓力下產(chǎn)生變形,由于與滾子的接觸面積和壓力分布是待確定量,只能處理為接觸面法向節(jié)點位移約束,與齒輪軸的接觸力處理為載荷。這樣,半聯(lián)軸器的 位移雖然失真,變形規(guī)律(相對變形)與實際情況一致。較大位移為0.033mm,發(fā)生在與齒輪軸接觸處的左上方。齒面的接觸弧線長度在7.33～18.32mm范圍內(nèi)變化。較小主應(yīng)力為負值時即較大壓應(yīng)力,外齒接觸面的接觸應(yīng)力分布規(guī)律可近似看作單元表面的較大壓應(yīng)力的分布規(guī)律。呈現(xiàn)的變化規(guī)律:外齒與滾子的接觸區(qū)域為高應(yīng)力區(qū),較大局部應(yīng)力在齒表面,位置為上面的齒在根部并隨著自上至下向齒頂部移動,左邊大,右邊小逐漸變化,較大應(yīng)力在較左邊,為324.9MPa。

半聯(lián)軸器的每個接觸區(qū)受力規(guī)律是較上邊較大,向兩邊逐漸減小。對上部分的單個齒來講,法向約束力在斷面弧線上中間大,兩邊小,并大致對稱,其分布規(guī)律與較小主應(yīng)力相同。對外套來講,較大受力在左上45°處,與半聯(lián)軸器明顯不同的是在同一齒上約束力分布并不對稱,較大約束力點一般偏向齒頂處。顯然,徑向力分布的不同,影響了約束力的分布。