拉杆螺纹在偏载下的应力分析.pdf

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1、机械设计与制造第6期2l2MachineryDesign&Manufacture2012年6月文章编号：1001—3997(2012)06—0212—02拉杆螺纹在偏载下的应力分析周雄新欧笛声(广西工学院工程训练中心，柳州545006)Stressanalysisoftie-barthreadsunderobliqueIoadZHOUXiong-xin，OUDi-sheng(EngineeringTrainingHub，GuangxiUniversityofTechnology，Liuzhou545006，China)；【摘要】针对

2、因注塑机各模板变形而引起拉杆承受附加弯矩的问题，采用ANSYS内嵌的APDL}语言建立拉杆梯形螺纹、卸载槽及螺母和调模板的有限元分析模型，运用有限元的非线性算法，分析拉l杆梯形螺纹在偏栽下的应力分布。计算结果表明：拉杆梯形螺纹近卸载槽的22个牙型左侧根部及与螺I母配合的l2个牙型左、右侧根部的最大等效应力均超过材料屈服极限，在变栽的作用下均有可能因微}小裂纹的扩展而导致拉杆断裂。最后分析了偏栽发生的原因并据此提出改善措施。}关键词：注塑机；梯形螺纹；偏载；应力分析l【Abstract】Duetoadditionalbendingmo

3、mentontiebarcausedbythedeformationofinjection}moldingmachineplatens，nfiniteelementmodeloftrapezoidalthreadofthetiebar,unloadinggroove0．8}well口n￡and0mouldboardWO．SbuiltusingANSYSembeddedAPDLlanguage，andthestressdistribu一；tionoftrapezoidalthreadunderobliqueloadingisanaly

4、zedbyusingthenonlinearcomputationmethod．The}calculationresuhsshowthat：themaximumequivalentstressatte坳rootof22teethnearunloadingt}grooveandat胁厶，，劬rootof12teethmatchedwith口nut(wegreaterthantheyieldlimitofmateria1．1evariableloadundertheactionofsmallcrackgrowthmaybringabou

5、tthetensiontie-barrupture．Atlast}thecolliesofobliqueloadwereanalyzedandtheimprovementmeasureswereputforwardaccordingly．；Keywords：PlasticInjectionMachine；TrapezoidalThread；ObliqueLoading；StressAnalysis中图分类号：TH16，TG457．22，TH131．3文献标识码：A1弓I言45钢，弹~206GPa，泊松比0·29，是弹塑性材料。肘杆式

6、注塑机的拉杆把模板连接成封闭的合模结构，是注塑机用于承受锁模力的重要零件。为适应不同模板厚度的要求，拉杆一端加工成梯形螺纹，用于调整调模板的位置。拉杆在工作过程中，完全的中心载荷是不存在的，模板的变形等很多因素都会带来偏载，所以拉杆的作用载荷是非均匀分布的l1】。由整体应力分析的结果呵知，上拉杆受各模板弯曲变形的影响较下拉杆大，偏载作用对其应力分布的影响不容忽视。以某200t型肘杆式注塑机为例，针对注塑机各模板变形对上拉杆所产生附加弯矩的影响，采用ANSYS内嵌的APDL语言建立拉杆梯形螺纹、卸载槽以及螺母和模板有限元模型，运用有限

7、元的非线性算法，分析拉杆图1拉杆梯形螺纹端有限元模型梯形螺纹在偏载作用下的应力分布，并分析偏载的原因且提出改2．3设置接触副与约束条件善措施，为拉杆螺纹和模板的优化设计提供基础数据。在调模板的上端设置全约束，在调模板和螺母的左右两侧2有限元分析设置侧向约束。零件之间的力由调模板内侧与拉杆螺纹、螺母与2．1建模与网格划分拉杆螺纹、螺母端面与调模板底部等接触对进行传递。用APDL数字编程语言绘制拉杆梯形螺纹端中心对称的梯2．4载荷的施加形螺纹牙型及梯形螺母牙型、卸载槽等的二维几何特征；将调模型的加载分为两部分，一为侧向位移：大小为0．5

8、36mm从模板简化为矩形块，放置于拉杆两侧，建立拉杆梯形螺纹端的有限文献∞论述的拉杆与模板整体应力分析结果中提取拉杆在调模板元模型，如图1所示。为适应螺纹牙型根部小圆角的需要，拉杆、梯与工字车臂之间、距离调模板安装孔500ram处横截