联轴器几何参数对其性能影响的有限元分析
【部分图文】：
图2所示。图1联轴器结构图2联轴器安装图与联轴器的刚度相比，联轴器连接的两轴刚度很大，可以假设连接的两轴是完全刚性的。在联轴器上建立坐标系O-XYZ，在轴1上建立坐标系o-xyz。设轴2固定不动，轴1相对理想位置的偏差即为安装误差。设联轴器的安装误差分别为轴向安装误差f1，径向安装误差f2，偏摆安装误差f3。联轴器通过周围的八个悬臂产生弹性变形补偿两轴的安装误差，对联轴器上任意一小单元e，其变形Ti{}＇e可以表示为:Ti{}＇e=［δ'xi，δ'yi，δ'zi，θ'xi，θ'yi，θ'zi］其中，δ'xi、δ'yi、δ'zi、θ'xi、θ'yi和θ'zi分别表示单元e沿联轴器坐标系O-XYZ三轴方向的位置误差及绕三轴的姿态误差。联轴器的变形引起轴1的位姿变化，表示为:Ti=［δxi，δyi，δzi，θxi，θyi，θzi］其中，δxi、δyi、δzi、θxi、θyi和θzi分别表示轴1沿坐标系O-xyz三轴方向的位置误差及绕三轴的姿态误差。该联轴器用于精密的仪器仪表上，一方面，联轴器要补偿两轴的安装误差，另一方面，要精确地传递转角。所以对联轴器的基本性能要求是在补偿安装误差的同时能精确地传递转角。令:λzi=θzifi(i=1，2，3)(1)则λzi表征了联轴器在补偿安装误差fi过程中引起转角误差的程度，称为联轴器的传递误差度。λzi越小，则表明联轴器补偿安装误差引起的转角误差越小，传递转角性能越好。其中，λz1表征轴向传递误差度，λz2表征径向传递误差度，λz3表征偏摆传递误差度。2建立有限元模型2．1几何模型与材料属性根据工程实际模型以及上面的假设建立几何模型。
图2所示。图1联轴器结构图2联轴器安装图与联轴器的刚度相比，联轴器连接的两轴刚度很大，可以假设连接的两轴是完全刚性的。在联轴器上建立坐标系O-XYZ，在轴1上建立坐标系o-xyz。设轴2固定不动，轴1相对理想位置的偏差即为安装误差。设联轴器的安装误差分别为轴向安装误差f1，径向安装误差f2，偏摆安装误差f3。联轴器通过周围的八个悬臂产生弹性变形补偿两轴的安装误差，对联轴器上任意一小单元e，其变形Ti{}＇e可以表示为:Ti{}＇e=［δ'xi，δ'yi，δ'zi，θ'xi，θ'yi，θ'zi］其中，δ'xi、δ'yi、δ'zi、θ'xi、θ'yi和θ'zi分别表示单元e沿联轴器坐标系O-XYZ三轴方向的位置误差及绕三轴的姿态误差。联轴器的变形引起轴1的位姿变化，表示为:Ti=［δxi，δyi，δzi，θxi，θyi，θzi］其中，δxi、δyi、δzi、θxi、θyi和θzi分别表示轴1沿坐标系O-xyz三轴方向的位置误差及绕三轴的姿态误差。该联轴器用于精密的仪器仪表上，一方面，联轴器要补偿两轴的安装误差，另一方面，要精确地传递转角。所以对联轴器的基本性能要求是在补偿安装误差的同时能精确地传递转角。令:λzi=θzifi(i=1，2，3)(1)则λzi表征了联轴器在补偿安装误差fi过程中引起转角误差的程度，称为联轴器的传递误差度。λzi越小，则表明联轴器补偿安装误差引起的转角误差越小，传递转角性能越好。其中，λz1表征轴向传递误差度，λz2表征径向传递误差度，λz3表征偏摆传递误差度。2建立有限元模型2．1几何模型与材料属性根据工程实际模型以及上面的假设建立几何模型。
蹦芫?返卮?葑?恰Ａ?λzi=θzifi(i=1，2，3)(1)则λzi表征了联轴器在补偿安装误差fi过程中引起转角误差的程度，称为联轴器的传递误差度。λzi越小，则表明联轴器补偿安装误差引起的转角误差越小，传递转角性能越好。其中，λz1表征轴向传递误差度，λz2表征径向传递误差度，λz3表征偏摆传递误差度。2建立有限元模型2．1几何模型与材料属性根据工程实际模型以及上面的假设建立几何模型。联轴器上面的安装孔影响网格划分且对有限元分析结果影响不大，所以去掉了安装孔。如图3所示。轴1和轴2模拟为刚体，设置其弹性模量的值为极大值，联轴器的材料与实际相同，各零件的材料属性见表1。本文不考虑接触面的影响，所以将轴1、轴2和联轴器的接触面均采用粘接处理。表1材料属性名称弹性模量(MPa)泊松比联轴器2．06e50．285轴11e100．2轴21e100．22．2坐标系与边界条件如图4所示，轴1的上端面作为xoy平面，轴1轴线为z轴，建立右手坐标系。(1)约束根据联轴器的实际使用情况，对轴2的底面施加固定约束，如图4所示。(2)载荷根据联轴器的实际安装环境，模拟联轴器受到轴向、径向和偏摆安装误差，轴1受到的位移载荷等于安装误差:①轴向:在轴1上施加沿z轴正向的位移载荷f1。②径向:在轴1外圆面沿径向施加位移载荷f2。为了模拟轴1运动过程的径向误差，在xoy平面0～90°内每隔15°施加径向位移载荷。③偏摆:在轴1上表面圆周对径处两节点分别施加沿z轴正向和负向的位移载荷f3(注:本文采用轴1上表面向下或向上倾斜的最大距离作为偏摆安装误差，设轴1半径为r，则偏摆角为arctanf3()/r)。与径向位移载荷相同，在xoy平面0～90°内每隔15°施加偏摆位移载荷。图3几
【参考文献】
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本文编号：2854959
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