环槽式联轴器的流体性研究

环槽式联轴器的流体性研究：

        轴叉的剪应力在Y轴方向上近似呈线性分布，假设在叉头面上，沿叉面中径圆弧方向的力成余弦规律分布，这个力再均匀分布在相应这一列的各节点上。由三维实体模型，叉面的夹角为88b，而第一列节点与旋转轴Z轴的夹角大约为23b.由ANSYS的单元划分，可以把叉面上的节点分为11组，即10个小区间，现在假设所有区间均是等角度的，即每等分8.8b，每组节点为7个，求出按余弦规律分布的合力。

　　输入轴的应力变形计算分析输入轴的应力，红色的区域为最大的应力区，最大应力为115MPa.应力最大位置出现在叉面与圆弧面的尖角处，这里出现了应力集中，但从数值来看，整个的输入轴叉所受应力不大，输入轴的材料为20Cr17Ni4Cu4Nb，其机械性能为：Rb=1300MPa，Rb=1050MPa，可以满足强度要求。红色的区域为最大变形区，最大变形为0.087mm，最大变形出现在叉头的顶部外侧，这是由于顶部刚性逐渐变弱所致。输入轴叉头受到的力主要为剪力，从ANSYS计算得到的剪应力云图可以看到，剪应力的最大位置与等效应力的位置一样，其最小位置也出现在叉头另一侧尖角处，这是由于左右两个叉头受到的剪力互成力偶，其剪应力的方向相反，最大值为65.52MPa，最小值为-66.06MPa.而材料的许用剪应力为325MPa，完全满足强度条件，并且有较高的安全系数。从结构及安装来看，输出轴与输入轴在模型，约束及加载等方面相似，计算结果满足强度条件。

　　中间球体的静力学模型中间球体的结构不太规则，所以采用了自由网格划分，由于输入轴叉与输出轴叉分别作用在球体的不同侧面，为了能够合理的施加约束及加载，将输入轴叉头作用的平面作为约束面。载荷则认为是中间轴叉头对其的作用力，载荷的确定参照输入轴叉的力学模型，只不过由于是采用自由网格划分，需要人为对节点规定列数。

　　中间球体应力变形计算分析经计算，由中间球体的等效应力云图可以看到，最大应力值为127.6MPa，最大应力位置出现在叉头的作用面与球体圆弧面的交线处，并且与叉头的端面很接近。从理论上讲，这一位置也正是叉头作用力最大的地方。中间球体的变形云1可以看出，最大变形为0.0081mm几乎为叉头变形的十分之一，最大变形出在受力面的顶部外侧，但其变形是很小的。

　　中间轴的静力学模型由于中间轴的叉面直接受力，故只在左端叉头施加面约束，假定右端为自由端，在中间轴右端施加载荷，计算右端叉头的强度和变形大小，加载时仍采用与输入轴相同的处理办法。

　　中间轴的应力变形计算分析中间轴最大应力出现在叉面与圆弧面的尖角处，数值为88.4MPa.整个的中间轴的轴叉所受应力不大，满足强度条件。剪应力的最大位置与等效应力的位置一样，即叉头两侧的尖角处，最大值为40.2MPa，最小值为-40.4MPa，满足材料的剪切强度条件，并且有较高的安全系数。最大变形出现在叉头的顶部外侧，最大变形为0.0806mm，其变形是很小的。