ANSYS在三叉杆滑块式万向联轴器研究分析中的应用

摘要

该文以一种新型万向联轴器——三叉杆滑块式万向联轴器为研究对象,主要研究分析了此种联轴器在运动学、静力学、有限元应力分析和机械精度等方面的内容.在运动分析中,以方向余弦矩阵为数学工具,经过数学推导计算出三叉杆滑块式万向联轴器输入与输出角的关系工及传动比表达式,滑块中心在叉槽和销轴上的位置,为后面应力应变分析提供数据基础.然后,考虑三叉杆滑块式万向联轴器实际工作时的情况,简化其受力模型,对其进行静力学分析,获得三叉槽和三叉杆两个零件的力学数据,这些数据在后面的应力应变分析中将会使用.在有限元分析中,以大型通用CAE软件——ANSYS为工具,以前面的运动学分析和静力学分析为基础,利用软件的高级建模技术建立零件的三维实体模型,确定合适的边界条件,采用ANSYS的Solid95单元离散三叉槽和三叉杆销轴的结构,建立了两个零件的有限元仿真分析模型;最后求解获得三叉槽和三叉杆销轴两个零件的应力应变分布情况,同时以第一强度条件为理论基础对这两个零件进行了强度校核,结果证明三叉杆滑块式万向联轴器的设计是符合强度要求的.在机械的精度分析方面,利用微分法对输入输出转角差值和传动比的运动精度进行了简单的分析.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1万向联轴器介绍

1.2各种结构类型联轴器的介绍与比较

1.3国内外万向联轴器的研究现状和发展趋势

1.4本文所研究的内容和意义

1.5本课题的主要研究方法

2三叉杆滑块式万向联轴器的运动分析

2.1三叉杆滑块式万向联轴器的运动关系分析

2.2坐标系的建立

2.3坐标系间进行变换的方向余弦矩阵

2.4导向槽和三叉杆的轴线方程

2.5输入轴转角ψi和输出轴转角ψo的转角差值及传动比的讨论

2.6滑块中心所在的位置

3三叉杆滑块式万向联轴器的静力学分析

3.1输出轴的力学分析

3.2输出轴的受力分析

3.3由Fs求Fh

4利用ANSYS有限元分析软件对三叉槽和三叉杆进行应力强度分析

4.1有限元分析方法概述

4.1.1有限元法的计算思路

4.2 ANSYS概述

4.2.1 ANSYS简介

4.2.2 ANSYS的基本使用

4.2.3 ANSYS架构及命令

4.3三叉杆滑块式万向联轴器的工作数据

4.4强度校核的理论依据

4.5三叉槽的应力和应变分析

4.5.1参数准备

4.5.2建立实体模型

4.5.3划分网格

4.5.4施加载荷和约束

4.5.5计算求解与结果分析

4.6三叉杆销轴的应力与应变分析

4.6.1建立销轴的三维实体模型图

4.6.2划分网格

4.6.3施加载荷和约束

4.6.4求解与结果分析

5三叉杆滑块式万向联轴器的运动精度分析

5.1运动精度分析的基本原理

5.2影响转角差值的精度分析

5.3影响传动比的精度分析

参考文献

致谢