机械专业凸缘联轴器课程设计.doc

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1、1前言由于凸缘联轴器结构简单,制造容易,径向尺寸小，成本低所以在国民经济及英他领域得到了广泛的应用。作为旋转机械机构，并且由于制造和安装的i吴差，导致凸缘联轴器成为整个系统中的易损零件。因此非常有必要对凸缘联轴器进行结构受力分析,从内部找出其故障的机理.从而为凸缘联轴器的设计提供•定的理论依据。2凸缘联轴器的结构特点凸缘联轴器是一种应用绘广的刚性联轴器,有两个半联轴器及连接螺栓组成•凸缘联轴器有两种对中方法,一种是用一半联轴器上的凸禅头与另一半联轴器上的凹瞬相配对中:另一种是用铁制孔用螺栓对中。此种联轴器结构简单、成本低、可传递较大的转矩。本文研究的就是上面

2、说的狡制孔用螺栓对中的凸缘联轴器.首先在三维制图软件proe建造狡制孔用螺栓对中的凸缘联轴器的,如图1所示•图省略半联轴器的结构尺寸如图2所示。图2山上图可以知道半联轴器外环上有4个直径为12mm的小例孔，半联轴器的外坏直径是120mm.内坏直径是30mm也就绘和直径为30mm的轴配合使川。已知联轴器的转速为8000r/min,传递功率335kw。下面利用有狠元分析方法分别计算在旋转过程屮的离心力、传动螺栓的切向力等悄况F联轴器的应力分布怙况。3•分析过程3.1有限元模型的建立在三维制图软件Proe«P，已经设计好符合国家标准的凸缘联轴器楔型.见图「山于两个

3、半联轴器的结构完全•样.因此.我们仅对个半联轴器进行分折.通过Proe和ANSYS的接口如图3和示,把建造的半联轴器导入到ANSYS屮见图4。图3图4设迓分析类型为结构分析•定义单元类型为Solid45（该单元用于构造三维实体结构。单元通过8个节点来定义.每个节点有3个沿若xyz方向平移的自山度。单元具有劑性.编变，膨胀，应力强化，大变形和大应变能力〉。定义材料的弹性模爼、泊松比和密度•M格划分采用网格划分工具，在网格划分工具中设置单元的屈性和划分单元的长度“选择自适应网格划分的方式，设置智能划分的数值为6。划分的结果见图5・从图上可以看出•对于容易出现应力

4、集中的位置,网格都划分的比较细，能够保证分析的稻度。pwd工钊剣门*一叼・A1A1JCJ創創JEj£lJUajSJ・・图53.2在扭矩作用F半联轴器的变形和应力木文所分析的凸缘联轴器是通过半联轴器上的4个狡接孔用螺栓将扭矩从端传到另端“分析时，以以个螺扎同侧的半个而固定，在健椚的个面上施加力。已知功率P为355kw,转矩为400N?m,配合的轴的直径为30mm.有限元分析的结果如图6、图7。从图6上我们可以发现,在转他为400N?m时，半联轴器的眾人位移为0.007914mm,最人位移发生存键槽出：眾人应力也出现在键椚处.所得结果与实际悄况和符合。3JJ刽型

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6、1N=2nx800/60.此时半联轴器所曼的外载荷只有绕丫轴的角速度。分析结果如图8、图9.图8是半联轴器在额定转速F•各部分的位移悄况•从图上我们可以知道瑕大位移是0・001364mm,产生最大位移的位

7、置在半联轴器内测“图9是齐部分的应力惰况，从图上我们町以知逍报大应力为16MPa・远小于材料的屈服应力。・i:■ANSYSnmiMuMfsu*I£•••匕叵till应99上庖1&於■吐IftSlANSY/fiss