螺旋槽型彈性聯(lián)軸器的受力情況分析：
研究螺旋槽型彈性聯(lián)軸器的背景： 螺旋槽型彈性聯(lián)軸器的受力情況，與傳統(tǒng)聯(lián)軸器最大的區(qū)別在于，其是在柱狀高強度鋁合金材料上切出螺旋狀的隙槽。螺旋槽型彈性聯(lián)軸器是一種比較經(jīng)濟的選擇，最適合用于低扭矩應(yīng)用中，尤其在聯(lián)接編碼器和其他低扭矩的儀器中。工程實際中，由于制造和安裝誤差，零件的變形、磨損、基礎(chǔ)的下沉等原因，將引起兩軸軸線位置的偏移，發(fā)生軸向位移、徑向位移、角位移和綜合位移等。本文主要針對螺旋槽型彈性聯(lián)軸器的受力情況做以文獻。
主要參數(shù)：
螺旋槽型
彈性聯(lián)軸器最大扭矩為，最大容許安裝誤差：偏心、偏角5°、軸向位移，最高回轉(zhuǎn)速度。材質(zhì)為鋁合金7050.
在三維制圖軟件Proe中，已經(jīng)設(shè)計好符合國家標(biāo)準(zhǔn)的螺旋槽型彈性聯(lián)軸器模型，見圖1。由于兩個半聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)完全一樣，因此，我們僅對一個半聯(lián)軸器進行分析。通過Proe和ANSYS的接口如圖3所示，把建造的半聯(lián)軸器導(dǎo)入到ANSYS中見圖4。
選擇自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的方式，設(shè)置智能劃分的數(shù)值為6。劃分的結(jié)果見圖5，從圖上可以看出，對于容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的位置，網(wǎng)格都劃分的比較細，螺旋槽型聯(lián)軸器能夠保證分析的精度。
當(dāng)扭轉(zhuǎn)力矩為額定轉(zhuǎn)矩4 000 N·m,軸間傾角為1.1°,相對齒面接觸力系數(shù)為3.3;接觸齒對數(shù)大約占齒數(shù)的2/3。且扭轉(zhuǎn)力矩越大,軸間傾角越小,接觸的齒對數(shù)會逐漸增加直至全部接觸。齒面接觸點位置的偏移引起附加力矩使得聯(lián)軸節(jié)產(chǎn)生繞垂直于軸線方向的轉(zhuǎn)動趨勢,計算條件下附加力矩約占扭轉(zhuǎn)力矩的6%~15%,且隨軸間傾角的增大而增大。
分析時，以四個螺孔同一側(cè)的半個面固定，在鍵槽的一個面上施加力。已知功率P為355kw，轉(zhuǎn)矩為400 N?m，配合的軸的直徑為30mm。有限元分析的結(jié)果如圖6、圖7。從圖6上我們可以發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)矩為400 N?m時，半聯(lián)軸器的最大位移為0.007914mm，最大位移發(fā)生在鍵槽出；在使用過程中應(yīng)按照聯(lián)軸器扭矩值的范圍內(nèi)工作，相關(guān)安裝精度也需保證。另外若聯(lián)軸器需正反轉(zhuǎn)使用時，扭矩必須小于最大扭矩的一半。最大應(yīng)力也出現(xiàn)在鍵槽處，所得結(jié)果與實際情況相符合。
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