平衡方式对万向联轴器强度影响的有限元分析.pdf

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1、2015NO．6重型机械·63·平衡方式对万向联轴器强度影响的有限元分析郭志强，徐泽璐(内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010)摘要：为了减少中厚板粗轧机主传动系统中的十字轴式万向联轴器在使用过程中出现的变形和断裂，通过用两种不同的平衡方式对万向联轴器和万向接轴进行整体有限元分析，包括对接轴进行挠度变形分析和对模型整体进行静力学强度分析，确定了接轴的挠度变形和联轴器的应力分布状况，发现改变平衡方式可以减小万向接轴的挠度变形，从而减小接轴对联轴器的拉力和对十字轴的冲击，改善了联轴器的受力情况。叉头上存在明显的应力集中，通过对叉头进行结构改进，改善了叉头的应力集中

2、，提高了叉头的结构强度。关键词：万向联轴器；平衡方式；挠度；有限元分析；应力集中；强度中图分类号：TG333．15文献标识码：A文章编号：1001—196Xf2015)06—0063—04FiniteelementanalysisoftheinfluenceofbalancemodeonuniversalcouplingstrengthGUOZhi—qiang，XUZe—lu(InstituteofMechanicalEngineering，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China)A

3、bstract：Deformationandfractureexistduringcrossshaftuniversalcouplinganduniversalspindleofheavyplatemillmaindrivingsystem．Afterfiniteelementanalysisoftwodifferentbalancemodesonthewholemodelofuniversalcouplinganduniversalspindle，includingtheanalysisofthespindledeflectiondeformationandStatic

4、strengthanalysisofthewholemodel，thespindledeflectiondeformationandthecouplingstressdistribu·tionaredetermined．Changingbalancemodecanreducedeflectiondeformationofthespindle，accordinglyreducingthetensionofthecouplingandtheimpactofthecrossshaft，whichimprovestheforcesituationofthecoupling．For

5、kstructureimprovementimprovesstressconcentrationexistedonitandstructurestrengthbehav-iOrsbetter．Keywords：universalcoupling；balancemode；deflection；finiteelementanalysis；stressconcentration；strength但是近年来，在轧钢生产过程中，十字轴式U日【J舌万向联轴器成为最容易失效的关键部件之一，其中厚板轧机是轧钢生产中的主要设备，其主主要的失效形式是叉头的变形和断裂、十字轴的传动系统是轧机的

6、重要组成部分，十字轴式万向断裂等J。例如，某热轧带钢厂的可逆式粗轧联轴器是主传动系统中的核心部件，因为其具有机主传动系统的十字轴式万向联轴器中的法兰叉传递扭矩大、传递倾角大和应用范围广等特头和辊端叉头发生过破坏』，严重影响了生产，点⋯而被广泛应用。迫切需要采取某种措施来提高叉头的强度。当平衡力加载到接轴上时，接轴将发生挠度变形，接轴的轴向距离缩短，进而对联轴器产生拉力，从收稿日期：2014—03—30；修订日期：2014—06—11作者简介：郭志强(1963一)，男，教授，硕士，研究方向：冶而影响联轴器的受力情况。本文尝试改变接轴的金设备强度分析。平衡方式，即平衡力由在接

7、轴一处加载变为两处·64·重型机械加载，通过这种方式减小接轴的挠度变形，进而数为564802，网格节点数为854560，网格质量减小接轴对联轴器的拉力以达到提高联轴器强度较好。有限元模型如图1所示。的目的。1有限元模型的建立1．1建立几何模型以往人们建立模型时，只对研究对象建立图1万向联轴器及接轴有限元模型模型，而本文不单单是建立联轴器的模型，而Fig．1Finiteelementmodeloftheuniversalcoupling要建立联轴器和与它相连的万向接轴的模型，andthespindle这样建立模型是基于以下两点原