基于Workbench的双啮合分度机构的疲劳分析

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1、第32卷第3期天津科技大学学报Vol.32No.32017年6月JournalofTianjinUniversityofScience&TechnologyJun.2017DOI:10.13364/j.issn.1672-6510.20160285基于Workbench的双啮合分度机构的疲劳分析刘明涛，孔祥浩，李彦启(天津科技大学机械工程学院，天津300222)摘要：首先在考虑摩擦力的情况下对双啮合分度机构进行分析，利用Matlab计算凸轮与针齿之间的啮合力；然后利用SolidWorks建立该机构的三维模型，将凸轮导入ANSYS-Workbench中

2、进行静力学分析，将仿真结果与理论结果进行对比分析；最后通过获取材料的S-N曲线和循环载荷谱，利用Fatigue疲劳工具箱对凸轮进行疲劳分析，计算部件的寿命、安全系数以及疲劳敏感性曲线，并提出了相应的改进方案．关键词：双啮合；分度；凸轮；疲劳分析中图分类号：TH112.2文献标志码：A文章编号：1672-6510(2017)03-0062-06FatigueAnalysisofDoubleMeshingIndexingMechanismBasedonWorkbenchLIUMingtao，KONGXianghao，LIYanqi(CollegeofMe

3、chanicalEngineering，TianjinUniversityofScience&Technology，Tianjin300222，China)Abstract：Whiletheinfluenceoffrictionwastakingintoconsideration，themeshingforcebetweenthecamandtheneedletoothofthedoublemeshingindexingmechanismwascalculatedfirstbyusingMatlab．Athree-dimensionalmodelwa

4、sthendevelopedbyusingSolidWorks．ThecamwasimportedintoANSYS-Workbenchforstaticanalysis．Thesimulationvalueswerecomparedwiththeoreticalvalues．TheS-Ncurveofthematerialandthecyclicloadspectrumwereobtainedinordertoaccom-plishthefatigueanalysisofthecambyusingFatiguetoolbox．Thecam’slif

5、e，safetycoefficientandfatiguesensitivecurvewereachievedatlast．Somemeasureswerealsogiventoimprovetheservicelifeofthecam.Keywords：doublemeshing；indexing；cam；fatigueanalysis疲劳破坏是机器中常见的一种失效形式，直接决使用寿命是衡量机构综合性能的指标之一，双啮定着构件的使用年限．近年来有众多国内外学者在合分度机构作为一种可实现较大分度数、结构紧凑的不同方面对疲劳分析进行了研究，文献[1]对

6、疲劳寿新型间歇机构，对其进行疲劳分析是必要的．由于其命的分析方法以及疲劳影响因素的研究为疲劳分析使用寿命的长短直接由凸轮决定的，因此本文对凸轮提供了理论依据．文献[2]利用有限元方法对内平动进行相应的疲劳分析．为了更准确地对凸轮进行疲分度凸轮进行了接触分析，得到了凸轮与针齿之间的劳分析，首先在考虑摩擦的情况下对针齿与凸轮之间最大应力，并给出了相应的改进方案．文献[3]利用的啮合力进行分析，将分析结果与仿真分析进行对比Goodman应力线图和理论强度对轴在不同的工作状验证，然后以此为依据利用有限元方法对凸轮进行了态下进行了疲劳分析．文献[4]利用接触疲

7、劳和弯曲疲劳分析．疲劳理论对直齿–锥齿轮副进行了有限元分析，证明了齿轮的疲劳断裂是构成构件疲劳的主要因素．文1机构受力分析6献[5]利用有限元的方法在1×10次工作循环的情况下对拖拉机的连杆疲劳寿命进行了分析．图1和图2分别为双啮合分度机构的传动原理收稿日期：2016–08–10；修回日期：2016–12–05基金项目：天津市应用基础与前沿技术研究计划重点资助项目(15JCZDJC39100)作者简介：刘明涛（1974—），女，山东人，副教授，liumingtao@tust.edu.cn2017年6月刘明涛，等：基于Workbench的双啮合分度机构

8、的疲劳分析·63·图和12分度数的传动结构图，其传动原理和设计过轮的输出角．程可参见文献[6]．文献[6]中