450型短應(yīng)力線軋機(jī)萬(wàn)向聯(lián)軸器與接軸托架的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器是軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)核心部件之一，在回轉(zhuǎn)直徑相同的情況下，與其他型式的聯(lián)軸器相比，具有傳遞扭矩大、高效平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、較大的角度補(bǔ)償量等優(yōu)點(diǎn)，因此十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器被廣泛用于軋機(jī)與汽車(chē)領(lǐng)域;接軸托架主要用于平衡和承載十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的自身重量，對(duì)聯(lián)軸器正常的運(yùn)行起到重要作用。本文針對(duì)河北鑫達(dá)鋼鐵有限公司450型短應(yīng)力線軋機(jī)系統(tǒng)中十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器與接軸托架在使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，運(yùn)用有限元的分析方法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)

2、，并將分析結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可知，因中間軸在工作過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷導(dǎo)致中間軸萬(wàn)向節(jié)叉出現(xiàn)裂紋。針對(duì)此問(wèn)題，采取將十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的中間軸直徑減小，達(dá)到減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和動(dòng)載荷的目的。優(yōu)化后直徑在符合疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核、扭轉(zhuǎn)剛度校核前提下，將花鍵軸套直徑由267mm變?yōu)?47mm，花鍵軸直徑由237mm變?yōu)?06mm，重量減小0.22噸，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小65

3、kg/m2。
　　(2)軸承座耳軸是十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器與接軸托架相連接的關(guān)鍵部件，針對(duì)其在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中頻繁切壞的現(xiàn)象，采取將上、下滑塊與軸承座合為一體，避免耳軸的頻繁切壞。接軸托架兩端肋板晃動(dòng)大，影響其工作的穩(wěn)定性和軋制產(chǎn)品精度，針對(duì)此問(wèn)題，采取將兩端肋板頂部加裝加強(qiáng)固定板。
　　(3)利用ANSYS軟件對(duì)優(yōu)化前和優(yōu)化后十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的中間軸進(jìn)行靜力學(xué)分析、對(duì)優(yōu)化后十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器進(jìn)行模態(tài)分析，得到等效位移云圖、等效

4、應(yīng)力云圖和模態(tài)振型圖。由等效位移云圖分析可知，優(yōu)化后中間軸萬(wàn)向節(jié)叉的最大變形量下降18％;由等效應(yīng)力云圖分析可知，優(yōu)化后中間軸萬(wàn)向節(jié)叉的最大應(yīng)力數(shù)值下降26％;由模態(tài)分析得到十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的各階振型圖和固有頻率，并通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速校核公式，確保優(yōu)化后十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器不會(huì)產(chǎn)生共振。
　　(4)利用ANSYS軟件對(duì)軸承座耳軸和優(yōu)化前、優(yōu)化后接軸托架進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到等效位移云圖和等效應(yīng)力云圖。由軸承座耳軸等效位移云圖分析可知，耳軸