基于萬向聯軸器的ANSYS有限元分析

聯軸器作為機械傳動中重要軸系部件，它具備聯接兩軸的重要作用,在其它工況下還具有聯接軸與其它相關的回轉部件的作用，十字萬向聯軸器由叉頭、襯板、軸端扁頭所組成，聯軸器具有傳遞轉矩和運動的功用。此外，聯軸器有著自身的特點，其它部件如鏈傳動、齒輪傳動及帶傳動等傳動機構無法取代的。例如，倘若要想把一根軸上的扭矩或轉速以相對較大的軸間夾角，遠距離傳送到另一根角度將會產生變化的軸，通常僅可以采用聯軸器傳動機構來實現。由于計算機有限元分析技術的發展,ANSYS有限元分析軟件被廣泛的應用于機械工業，

首先，用ANSYS有限元軟件對所研究的十字萬向聯軸器進行建模，通過劃分網格、選擇材料、施加約束和載荷，計算出當轉矩分別在1195kN·m和2300kN·m兩種情況下的結構應力分布情況，從分析結果的應力圖中查出在工作的時候哪些部位會出現結構應力會集中的現象。廣泛用用于機械工業的諸多，其通用性不言而喻。

本文主要針對十字雙萬向聯軸器的叉頭，所以取其中一部分作為分析研究的對象。在有限元分析過程中,主要在軸端扁頭施加兩個相反的力，并對叉頭的結構應力進行分析。

按照對聯軸器承受兩種大小各異載荷時的應力情況展開分析，得出如下結論：叉頭上應力較大、較早出現屈服和疲勞的部位是：襯板槽底面和側面過渡圓角處，襯板螺栓孔周邊，襯板槽與退刀槽過渡位置。一旦降低該類部位的應力大小，勢必會變大叉頭的承載能力。但是其承載能力無法企及額定轉矩，是是不是可以達到疲勞轉矩還需進一步的探索。在不清楚聯軸器實際轉矩的情況下，用有限元法不能輕易確定產生叉頭斷裂的原因是靜強度低下還是因疲勞致使功能退化。假設聯軸器實際轉矩較小，叉頭斷裂也許會是材料或熱處理沒有符合要求而出現的。