重載十字軸式萬向聯軸器的運動仿真及結構優(yōu)化.pdf

1、重載十字軸式萬向聯軸器是軋鋼機主傳動系統(tǒng)中的核心部件，由兩個十字軸式萬向節(jié)串聯而成，其功能是將電動機輸出的扭矩傳遞到軋輥上。大型軋鋼設備的重載十字軸式萬向聯軸器服役條件極端惡劣，作業(yè)過程中受到沖擊載荷以及溫度場、壓力場等多場耦合作用，裝備在工作時承受很大的突變載荷，而且在較高的軋制速度下，仍要保證非常高的傳動精度，以確保軋制的板帶鋼的厚度精度。同時，重載十字軸式萬向聯軸器也是薄弱部件，一旦發(fā)生失效，整條軋鋼生產線就會停頓，給企業(yè)造成重大

2、損失。聯軸器的設計和制造的質量，對整個軋鋼機主傳動系統(tǒng)、甚至整條軋鋼生產線能否正常運行，起著十分重要的作用。
　　 本文運用CAD軟件對重載十字軸式萬向聯軸器進行幾何建模，對十字軸式聯軸器進行了結構分析、受力分析以及運動分析。在運動仿真軟件中對其工作狀況進行了運動仿真，獲得了在實際工況下重載十字軸式萬向聯軸器的運動學性能參數，為重載十字軸式萬向聯軸器的設計奠定基礎。
　　 利用有限元分析基本原理，利用ANSYS Work

3、bench對重載十字軸式萬向聯軸器整體進行了靜力學分析，對中間接軸進行了拓撲優(yōu)化。整體靜力學分析模擬了重載十字軸式萬向聯軸器在實際運行中的應力狀況，找出了導致其失效的薄弱環(huán)節(jié)為十字軸，得出十字軸的應力幅值，并對十字軸進行了結構優(yōu)化分析與優(yōu)化結果驗證。同時對優(yōu)化前后的十字軸進行了疲勞分析，得出疲勞云圖和損傷云圖，優(yōu)化后的十字軸疲勞壽命有明顯提高，損傷明顯降低。中間接軸拓撲優(yōu)化在滿足中間接軸強度、剛度條件下，顯著的降低了接軸質量，提升了重載