大型十字轴式万向联轴器的受力分析

《大型十字轴式万向联轴器的受力分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第l3卷第6期上海工业大学学报Vol13No．61992年12月JOURNALOFSHANGHAIUNYCERSITYOFTECHNOLOGYDecember1992大型十字轴式万向联轴器的受力分析’一杨康乐蒋幼君丁(冶空孤材料工程系)摘要本文以上钢五厂lOOmm直径穿孔机组所用大型+字轴式万向联轴器为对象，对联轴器的受力情况及产生附加力矩的原因进行了分析，并用三维有限元法对叉头工作时的应力和变形进行丁计算：所得结果对于大型十字轴式万向联轴器的设计、制造、系列标准的制定以及推广应

2、用都具有实际的参考意义美蕾调互立互坌运动学分析附加力偶矩受力鸟新中圈分类号TH123．4~TH133．4一、刖舌十字轴式万向联轴器广泛应用于汽车工业，与滑块式万向联轴器相比，具有润滑条件好、工作平稳、噪音低、传动倾角大等一系列优点．近年来在轧钢机传动中得到了广泛的应用，并有逐步取代滑块式万向联轴器的趋势．上钢五厂100mm直径穿孔机组原采用滑块式万向联轴器，后因青铜滑块磨损严重而改为十字轴式，每根联接轴原设计能力为28kN·m．70年代末，因生产发展的需要，在该机组上开始轧制较大规格的无缝管．1982年经电测测定，每根联接轴实

3、际传递的最大扭矩已高达45kN·m，超过原设计能力的6O．71，这说明联轴器长期处于超负荷状态下工作．为弄清联轴器的实际负荷能力及其在工作状态下的应力应变情况，我们采用三维有限元法对联轴器的叉头进行了精确的计算，计算结果对于合理地使用设备以及十字轴联轴器的设计和制造都将具有十分重要的意义．二、运动学分析穿孔机由于横轧的工作特点，其万向接轴的布置形式一般采用WZ型(见图1)．由于·1992年2月16日收到l4月16日收到修改稿．扬康乐副教授，上海工业大学压力加工教研室，上海延长路149号(200072)．蒋幼君助工，上海钢铁工艺

4、技术研究所，上海定西路1114号(200050)．维普资讯http://www.cqvip.com上海工业大学学报13卷接角岛≠，已知轧辊的倾斜角a=8。，主、从动轴圈I双头万向接轴传动示意图与中同轴在垂直及水平投影面内的夹角分别为B】．l主、从动轴与中同轴的倾斜角2。5943和50l，其连接的几何尺寸如图2所示-齿轮座出轴粥与中间轴CF的倾斜角岛由余弦定律有：C+HF2一CH(HF2+CH2)+H—CH

5、．。一s—丁一——r一=雨HF面：】f：—：F’2894Ol-0⋯_9948．．．．岛一5．848。又．．．c。s=g一一

6、。．9924一172．93l6。由此得轧辊轴线AC与中间轴CF的倾斜角岛：．8々=180一9=’．068圈2联轴器空间连接示意图卢l，·主、从动轴与中间轴的愤斜角22．2．1回转角的变化及转角差的分析由机械原理已知，当—个单万向联轴器在传递二轴运动时，由于主，从动轴轴线闻存在倾斜角卢，其瞬时传动比将随着转角位移的变化而变化．即当主动轴以等角速度旋转时，从动轴的角速度将是不等速的，二者回转角的变动应符合下列关系tg=tgg~cosfl(1)式中、为主、从动轴的角变量(deg)．维普资讯http://www.cqvip.com6期

7、杨康乐等：大型十字轴式万向联袖器的受力分析00穿孔机组采用的是双万向联轴器传动，由一根中间轴通过左、右二个十字轴联接主、从动轴如图1所示，当主动轴的转角为张时，中间轴转角为y，从动轴转角为，根据式(1)有tg7=tg~·cos／9~；tgT=tg~·COS，由此得：tgcosfl1一翰(2)式中卢、岛分别为主、从动轴与中问轴的倾斜角，式(2)表明当主动轴以等角速度转过角度张时，从动轴将以不等角速度转过．因此当主动轴以等角速回转一周时，从动轴转角将时而超前时而滞后于主动角的转角，设其转角差却一张一，则ts=(张一一将上式代入式(

8、2)并经简化整理后得转角差t=为糍(3)式(3)表示了转角差卸的变化与主动轴转角张之间的关系．对式(3)求导，当该导数等于零时，则却有撅值(c0s一c0s)√詈嚣tg=土———两—～根据此式可绘制转角差的变化曲线如图3所示．2．2．2回转角速度的分析由回转角的分析。知，主动轴与从动轴的瞬时回转角是不等的，因此其瞬时回转角速度亦应是不等的．由式(2)对时间求导得：2。，{=cos#~cos‘羁哥／／／^丁--I250＼{．一11L．=代入上式得：。。{’．?／．；．‘}一20。一tO。O‘10。20。。)筹盖Ⅲ式中，她为主、从动

9、轴的角速度(rad／s)圉3回转角差变化关系却，回转角差最大值}分析式(4)知．在<的条件下；且．岛：主、从动轴与中闻轴的倾斜角当=0或180。时，具有最大值．=>1，．-．>，m1cos一当=90。或27oo时，具有最小值，等=詈参<1，^<，维普资讯http://www.