卷筒用球面滾子聯軸器靜力有限元分析

對球面滾子聯軸器的關鍵零件進行有限元分析,確定其內力和接觸應力的分布規律,為產品設計和接觸面計算提供有關分析數據

卷筒用球面滾子聯軸器在機械產品中傳遞運動和轉矩,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軸器的關鍵零件半聯軸器、外套本體鋼結構進行有限元分析,確定其內力和接觸應力的分布規律,為產品設計和接觸面計算提供有關分析數據。假設在受力后,滾子不動,半聯軸器、外套產生彈性變形,這樣半聯軸器、外套與滾子的接觸面節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模限制選用適當長度。半聯軸器在滾子的壓力下產生變形,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點位移約束,與齒輪軸的接觸力處理為載荷。這樣,半聯軸器的 位移雖然失真,變形規律(相對變形)與實際情況一致。較大位移為0.033mm,發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范圍內變化。較小主應力為負值時即較大壓應力,外齒接觸面的接觸應力分布規律可近似看作單元表面的較大壓應力的分布規律。呈現的變化規律:外齒與滾子的接觸區域為高應力區,較大局部應力在齒表面,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,較大應力在較左邊,為324.9MPa。

半聯軸器的每個接觸區受力規律是較上邊較大,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,其分布規律與較小主應力相同。對外套來講,較大受力在左上45°處,與半聯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。