QCBC-1十字轴万向节的运动和静力分析

发布时间：2017-08-25 11:24

  本文关键词：QCBC-1十字轴万向节的运动和静力分析

  更多相关文章： 万向节联轴器 十字轴 SolidWorks Motion 运动仿真 有限元分析 结构优化

【摘要】：作为机械传动中重要的传动装置之一,也是汽车等传动装置中的核心部件,十字轴万向节空间布置非常重要。目前,国内外对十字轴万向节联轴器的研究,大多数集中研究主动轴和从动轴之间的关系,对十字轴的运动规律和受力分析研究的较少,因此,对十字轴进行运动分析及受力分析,为十字轴万向节的安装、疲劳寿命设计提供参考。以QCBC-1十字轴万向节联轴器中的十字轴为研究对象,利用SolidWorks软件对十字轴万向节联轴器进行精确几何建模;利用数学向量方法、机构运动分析理论、虚拟仿真技术等,对十字轴平面法线的运动规律建立基本方程关系式,得出十字轴平面法线的运动轨迹是一个椭圆锥面,对十字轴轴颈的运动规律进行解析分析,得出十字轴轴颈的运动规律近似一个三角函数,十字轴轴颈的最大摆动角度等于输入轴和输出轴之间的夹角。利用运动仿真插件SolidWorks Motion,对不同夹角下的十字轴平面法线的运动轨迹进行仿真分析,以及对十字轴轴颈的摆动角速度和摆角进行仿真分析,获得了在不同夹角下十字轴万向节联轴器中十字轴平面法线的运动轨迹,以及十字轴轴颈的摆动角速度和摆角特性曲线,结合理论分析、虚拟仿真对十字轴的运动特性进行的相关研究,验证了理论分析的正确性,为十字轴万向节中十字轴的设计和空间布置提供参考依据。通过工程力学、有限元分析理论等,利用有限元插件SolidWorks Simulation对十字轴万向节联轴器进行静力分析,获得了在不同夹角情况下,十字轴的应力分布云图,根据分析结果,十字轴的应力集中部位位于十字轴轴颈根部过渡圆角处;利用圆弧蜕变曲线原理对十字轴轴颈根部进行优化,并对优化结果进行仿真和分析,得出优化后的十字轴轴颈根部的应力明显小于优化前的应力,优化后十字轴轴颈根部的最大应力减小了8.33%左右。
【关键词】：万向节联轴器 十字轴 SolidWorks Motion 运动仿真 有限元分析 结构优化
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 引言10-11
• 1.2 课题来源及研究的意义11
• 1.2.1 课题研究的对象11
• 1.2.2 课题研究的意义11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 十字轴万向节的研究11-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 2 十字轴平面法线运动特性分析及仿真15-38
• 2.1 十字轴万向节联轴器15
• 2.2 十字轴万向节联轴器的分类15-17
• 2.3 十字轴万向节联轴器的结构及三维建模17-19
• 2.4 机构运动分析的理论基础19-21
• 2.5 机构运动分析中的数据处理21
• 2.6 单十字轴万向节联轴器十字轴的运动理论分析21-29
• 2.6.1 利用MATLAB绘制十字轴平面法线运动特性曲线28-29
• 2.7 单十字轴万向节联轴器十字轴的运动仿真分析29-36
• 2.7.1 仿真法与Solid Works Motion29-31
• 2.7.2 添加约束31-33
• 2.7.3 定义马达参数33
• 2.7.4 设置算例属性33-34
• 2.7.5 仿真结果分析34-36
• 2.8 本章小结36-38
• 3 十字轴轴颈运动特性分析及仿真38-49
• 3.1 输入轴轴叉与图面平行时38-39
• 3.2 输出轴轴叉与图面平行时39
• 3.3 输入轴轴叉转过1f 角度时39-41
• 3.4 利用MATLAB绘制十字轴轴颈运动特性曲线41-43
• 3.5 十字轴轴颈运动仿真分析43-47
• 3.5.1 添加约束43
• 3.5.2 设置仿真条件43-44
• 3.5.3 仿真计算及结果分析44-47
• 3.6 本章小结47-49
• 4 十字轴万向节联轴器的有限元静态分析49-68
• 4.1 有限元分析49-50
• 4.2 Solid Works Simulation简介50-52
• 4.2.1 Solid Works Simulation中的单元类型50-51
• 4.2.2 Solid Works Simulation的分析流程51-52
• 4.3 十字轴万向节联轴器的静力分析52-58
• 4.3.1 创建静应力分析算例52
• 4.3.2 定义材料及其边界约束52-58
• 4.3.3 装配体划分网格58
• 4.4 求解仿真结果及分析58-61
• 4.5 十字轴强度分析计算61-62
• 4.6 十字轴结构优化62-67
• 4.6.1 圆弧蜕变曲线简介63-64
• 4.6.2 十字轴结构优化方法64-65
• 4.6.3 十字轴静力分析65-67
• 4.7 本章小结67-68
• 5 总结与展望68-71
• 5.1 论文总结68-69
• 5.2 工作展望69-71
• 参考文献71-74
• 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果74-75
• 致谢75

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本文编号：736655