大型重載十字軸式萬向聯軸器等強度設計研究

由于受到軋輥較小直徑及減速機輸出軸到軋輥軸頭之間長度制約。按照傳統的類比設計方法其萬向聯軸器公稱扭矩小，壽命低。叉頭根部及十字軸經常發生斷裂現象。一般只能使用一個月左右，嚴重地影響了軋機的正常工作。從萬向聯軸器使用情況來看，叉頭體與十字軸不是同時發生破壞，采用等強度設計原則和優化設計方法利用有限的結構空間，選擇出設計方案，使叉頭體和十字軸的承載能力趨于相等，軸承壽命也達到使用壽命，這樣萬向聯軸器的承載能力就能夠達到較大，滿足使用要求。由前面十字軸和叉頭強度分析和軸承壽命計算可以看出，十字軸和叉頭的強度及軸承的壽命都是與設計參數關聯的，如果要增加某個零件的強度或壽命，須降低另外零件的強度或壽命，因此萬向聯軸器的設計是一個優化問題。原設計方案中十字軸和叉頭應力都超出了許用應力，軸承壽命也低于5000小時，而優化設計的設計變量均在所要求的范圍內。結構尺寸配置均衡，叉頭和十字軸承載能力趨于相等，并使萬向聯軸器承載能力有顯著的提高，軸承的使用壽命提高近3倍。