聯(lián)軸器的有限元分析畢業(yè)論文

Word資料摘要本文首先扼要得為大家介紹了聯(lián)軸器的性能、功用、分類和有限元方法。接下來分別簡要介紹凸緣聯(lián)軸器和十字軸式萬向聯(lián)軸器的優(yōu)缺點，接著完成開始有限元分析的前期準備，準備好兩種聯(lián)軸器的二維圖形的尺寸，根據(jù)準備好的尺寸圖開始在Proe中建立兩種聯(lián)軸器的三維建模。然后準備用Ansys開始有限元分析，再把三維模型導入Ansys，施加載荷后著手開始有限元靜力分析，在過程中記錄下分析過程，截圖及分析步驟。最后求解分別獲得其應力應變分布情況，同時對兩種聯(lián)軸器開始了強度校核。結果證明凸緣聯(lián)軸器十字軸式萬向聯(lián)軸器的設計是符合強度要求的聯(lián)軸器。至此，文章圓滿完成起初研究的目的。關鍵詞：聯(lián)軸器Pro/EANSYSABSTRACTFirstly,thisarticlebrieflydescribesthecouplingsperformance、function、classificationandthefiniteelementmethod.Next,thisarticlebrieflydescribetheflangecouplingsandcrossshaftuniversalcouplingsadvantagesanddisadvantagesrespectively,thenIstarttocompletethepreparationforthefiniteelementanalysis、thesizeofthecouplingoftwoready-dimensionalgraphics,andbegintobuildthree-dimensionalmodelingbasedonthecouplingoftwodimensionaldrawingpreparedinProe。ThenwearereadytostartusingAnsysfiniteelementanalysisandimportingthethree-dimensionalmodelintoAnsys.Westarttoappliedload,andthenembarkedonfiniteelementstaticanalysis.Inthisprocess,Weshouldrecordtheprocessunderanalysis,andthescreenshotsoftheanalysisstep.Finally,weobtainedthestressandstraindistributionofthemodelbysolving,meanwhile,wecheckedthestrengthofthetwocouplings.Theresultsshowthattheflangecouplingsandthecrossshaftuniversalcouplingsaredesignedtomeetthestrengthrequirementsofthecouplings.Thus,thearticlesuccessfullycompletetheinitialpurposeofthestudy.Keywords:Coupling;Pro/E;ANSYSWord資料目錄TOC\o"1-3"\h\u24136引言 113762第1章ANSYS軟件及其應用 317391.1ANSYS界面、技術種類 3170391.2分析類型 3113511.3處理模塊 523218第2章凸緣聯(lián)軸器 79502.1凸緣聯(lián)軸器的簡介 7181442.3凸緣聯(lián)軸器的三維模型建立 8295552.4對凸緣聯(lián)軸器的三維圖形開始有限元分析 11147062.4.1三維圖形導入ANSYS 11149752.4.3劃分網(wǎng)格 13234702.4.4施加載荷 14293892.4.5開始求解 15180082.4.6查看求解結果 169778第3章十字軸式萬向聯(lián)軸器 19183423.1十字萬向聯(lián)軸器的簡介 19106923.2十字軸式萬向聯(lián)軸器的實體模型及二維尺寸圖形 2027483.3三維模型建立過程 20116603.4對十字軸式萬向聯(lián)軸器的三維圖形開始有限元分析 227433.4.1三維圖形導入ANSYS 22237173.4.2定義類型、材料等 23185433.4.3劃分網(wǎng)格 24181023.4.4定義邊界類型及施加載荷 25166083.4.5開始求解 2614283.4.6查看求解結果 2610062結束語 305712參考文獻 318615致謝 32Word資料引言1.1聯(lián)軸器性能、功用及分類它是一種常見的軸系零件在機械傳動系統(tǒng)中，其基本功能是用于兩個連接（有時也用于鏈接和其他旋轉部分），并能傳遞運動和轉矩。聯(lián)軸器的可用的方面是很廣的，遍布眾多的領域，它的種類非常多多，數(shù)量極其大的基本的部件。相比于齒輪傳動，帶傳動和一系列的傳動機構，傳動機構耦合具有著非常特殊的功能，不是其他機制可代替的。我們需要把一根軸上的扭矩/轉速用較大的軸與軸之間的夾角傳送到距離比較遠，角度有可能隨時變化的另外一根軸的時候，一般只可能選擇聯(lián)軸器傳動來實現(xiàn)這類傳送。聯(lián)軸器的種類是非常多的，而且它的使用范圍也隨時間慢慢變廣，并且一直不斷地被更新?lián)Q代。如果是按照傳遞轉矩來看的話，它可以分為大的和小的兩種；如果在與速度特性一致，可分為非恒定型，準恒定型，速度型；在正常情況下，根據(jù)其沒有賠償能力的相對位移，可分為剛性、彈性聯(lián)軸器，兩種聯(lián)軸器。其中剛性聯(lián)軸器，有相對位移補償能力，和剛性聯(lián)軸器是由剛性部件，但也沒有阻尼，這種用在兩個聯(lián)軸器連接，極其嚴厲的對中、載荷平穩(wěn)的場合下；有阻尼彈性耦合能力，適用于兩個耦合的嚴謹在負載平衡的場合下；由于彈性耦合是一個靈活的，不僅可以彌補相對位移和阻尼功能，也可以同時為了防止傳動軸系過載引起損壞的零件的安全裝置。1.2有限元方法利用有限元的方式來合理分析靜或動態(tài)的物理體系便是可以叫做有限元分析。在這種方法中，一個物體或者系統(tǒng)可以分解為相互聯(lián)系，由簡單的幾何模型，獨立點組成便可以。這個方法內(nèi)部的單獨點的數(shù)目是非常有限的，所以叫做有限元。從實際的物理模型里得到的方程式應用于每點上，因此出現(xiàn)了一個方程組。該方程可用于求解線生成方法。但有限元分析結果的準確度是不受限制的增加的。當單元的數(shù)目達到一定的高度的時候，得到解決方案，將不會提高精度，所以只有計算時間是一直不斷提高的。FEA目前已被廣泛應用，現(xiàn)在作為每年創(chuàng)造多達幾十億美金的基礎。運用有限元分析的尋常方法，可以得到非常繁瑣的應力問題的數(shù)量解。這個方法非常重要，即使是這些類僅僅論述初學級別的材料力學之類的模塊，也應概述它的重要特征。當然，不論該法是多么的效果顯著，一旦當我們用這個或者相關方法的時候，電腦得出的解的不足之處一定要緊記心頭，既解可能不定能夠表面各類材質(zhì)的性能，幾何特征之一系列的重點變化量是怎么作用于應力。否則的話，輸進去的式錯誤的數(shù)據(jù)，輸出的結果就會相差很大，但是作為來分析的人是很難覺出來的。所以讓設計直覺變得敏捷是建立模型的非常重要的作用。用戶使用有限元程序，就該以這個目的來準備方法，用最多的密封的解以及實驗的分析過程補充計算機仿真。相比于現(xiàn)代微機里面的大量軟件包，有限元的程序不那么繁瑣。但是，即使這樣程序的繁瑣程度任然使得大多用戶沒有辦法有效率地開始程序編寫。所以可以買一些之前編程好的商用程序，而且價格合適，由微機至超級計算機都是可以使用的。但式那些有特殊需要的用戶們，不用對所需程序的編程望而生畏望而卻步，可以發(fā)現(xiàn)，從一些課本教材里方便的編程可用作起步。大多數(shù)的有限元軟件用FORTRAN處理文字，喜歡感覺更新程序用C語言編寫的，或其他實時更新程序的語言。第1章ANSYS軟件及其應用1.1ANSYS界面、技術種類把流動體、構造、磁/聲場及耦合剖析融會在一個整體里面的超級有限元分析軟件便是ANSYS。該應用型軟件是由世上最大的有限元分析軟件公司研發(fā)出來的，可以和多數(shù)CAD類型的軟件實現(xiàn)對接，充沛實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的分享和互換，如ALGOR/CAD的自動實現(xiàn)，作為一個現(xiàn)代產(chǎn)品設計的先進的CAE方法。所以它可以用在下列各領域：汽車，航空，航天，生物醫(yī)學，橋梁，建筑，電子，機械，等。圖1.1打開ANSYS圖1.2ANSYS初始界面該應用軟件大概由三塊小部分組成：首先是前期處置部分，而后是剖析計算部分，最終是后期處置部分。前方的前期處置模塊便利地壯大了實際物體的立體建模和進行網(wǎng)格劃分的步驟，是以我們就能夠非常容易地創(chuàng)建出需要開始剖析的有限元模型；隨后的剖析計算部分蘊含構造剖析、流動體動力剖析、磁場/聲場的剖析、壓電/多種物理場的耦合剖析，也可以仿制出各式各樣的不同物質(zhì)間的的交互的作用，具備極高的剖析和優(yōu)化剖析的實力；最后面的后處理模塊能夠把得出的結果圖用彩色的等值線表示、梯度表示、矢量表示、粒子流跡表示、立體切片表示、透明和半透明表示（這種表示方法可以看到物體的結構內(nèi)部）等圖形方式表示出來，當然，用圖表、曲線形式表示出計算結果也是可以的。該軟件方便了一百種還多的單元格類型，可以用它們來模仿出工程中的各種各樣的結構和材料。軟件有許許多多不同的版本，可以把這些類型從個人計算機到大型計算機運行多個設備。1.2分析類型（1）.結構靜力分析用以解決外部載荷引發(fā)的位移、應力和力帶來的影響。并且靜力分析是非常適合求慣性力和阻尼對于結構所帶來的影響不是很明顯的問題。在ANSYS軟件程序靜態(tài)分析不僅可用于線性分析，非線性分析的是可以解決的，如塑性分析，大變形分析，分析，大應變分析和接觸分析的擴展。（2）.結構動力學分析結構動態(tài)分析與結構或構件的功能的加載時間變化的方法解決。但是這個方法和靜力分析是不同的，動力分析的過程需要考慮的是隨著時間而變化的力，它也可以解決阻尼和慣性帶來的影響。ANSYS工具能夠解決的構造動力學的剖析的范例蘊含：瞬間的動力學剖析、模態(tài)的剖析、諧波反映的剖析和隨意震動的反映剖析。（3）.結構非線性分析改變結構的非線性響應往往導致結構或構件與外部負載和顯示不成比例。ANSYS程序蘊含原料的不是線性的、幾何的不是線性和單位的不是線性三個類型。（4）.動力學分析ANSYS應用軟件也能夠用來剖析超級立體柔體活動范例。運動積累起著重要的作用，可以使用此功能的繁瑣復雜結構的運動特征，從而確定結構的應力，應變和變形。（5）.熱分析可用來解決熱傳遞中傳導、對流和輻射三種類型。而且熱傳送的這三中范例都是能夠開始進行穩(wěn)定狀態(tài)和瞬時狀態(tài)、線性及不是線性分析的范例。同時，相變熱分析可以解決模擬材料的鳴鼓和融化過程的分析能力，并且還可以解決結構應力的仿真，熱結構的耦合分析。（6）.電磁場分析大部分是用來解決電磁問題，如電感，電容，磁通密度，電場，磁場分析，應力，電路和能量損失等問題。當然，也可用在一些調(diào)節(jié)裝置、發(fā)電的機器、變換的機器、電解的漕池和沒有損失的檢測裝配等的一系列的的計劃和剖析規(guī)模。（7）.流體動力學分析ANSYS應用軟件的流動立體的單位能夠用來剖析流動立體的動力學，此種的剖析范例不妨為瞬時狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。得出的剖析后果便是每個節(jié)點的壓力和每個單位的流體速率。這些都能夠使用后面的處置功效，隨之發(fā)生壓力、流體速率和溫度大小的分布的圖示。此外，我們還可以使用的單位和熱流單位流體表面效應模擬在管結構的流。（8）.聲場分析聲學功能的程序，可以用來研究含流體介質(zhì)中聲波的傳播，或在液體中浸沒固體結構的動態(tài)性能特性分析。所有此類功效能夠用以確定聲響、麥克風的頻率反映，探討音樂藝術大廳的聲音場合強度的散布，或預測出水對波動中的船體的阻尼的效應。（9）.壓電分析這種能夠用來分析平面或立體的結構對交換流、直接流或隨心跟著時段的變革的電流/機器載荷的響應放映出的問題。也可分析交換熱器、諧振的機器、話筒之類的有關部件及別的電子設備的構造動作狀態(tài)的機能。四種類型可以開始進行分析：靜態(tài)分析、模態(tài)分析、瞬態(tài)響應分析、諧波響應分析。1.3處理模塊（1）實體建模ANSYS應用程序具有兩種創(chuàng)建實物立體模型的方法：一是從上部向下建立，二是從底部開始向上面建立。使用自上而下的方法時，實體建模作為用戶要開始的步驟，首先shiite定義一個模型的高級圖元，來確定其先進的功能，隨后該應用程序把會主動開始界說與之有關系的面，線和關鍵的點等。所以我們就可以使用這些先進的高級元定義直接構造幾何模型。作為我們用戶，不論是利用從上面向下部的法子還是從底部向上面的法子來建立模型，都可以通過布爾運算配合的數(shù)據(jù)，隨之就可以創(chuàng)建起一個我們想要的實體模子。而作為ANSYS程序則完整地方便了所需的布爾運算。所以在開始建立繁瑣的實物立體的模型時，對線、面、體等基元的操作步驟能減少非常多的建模工作。此外，ANSYS程序也方便運輸，延伸，旋轉，移動和一系列的模型元素的功能。另外，還有很多的附加的功能。（2）網(wǎng)格劃分該流程便利的了利用方便、較高的質(zhì)量的對一些CAD模子開始進行劃分出來網(wǎng)格的功效。劃分網(wǎng)格是由四種方法，擴展了網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格圖形，自由網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格自適應組成。擴展網(wǎng)格的方法是一個平面網(wǎng)格擴展到立體的網(wǎng)格。對于圖像的網(wǎng)格劃分方法允許我們用戶把幾何模型分解為若干部分很簡單，然后根據(jù)選擇的單元屬性和網(wǎng)格的控制權，最后生成的圖像網(wǎng)格。而于自由網(wǎng)格區(qū)分器來說，它的功能是非常大的，能夠?qū)Ψ爆嵞Ｗ訉嵭兄苯亓水數(shù)膭澐郑@樣一來就免去我們用戶對各個局部各自進行劃分，然后解決組裝零件生成網(wǎng)格不匹配的問題。對于主動適應網(wǎng)格劃分的法子是指有了具備了臨界條件的實物立體的模子后，作為我們的用戶基本指示流程主動地就能夠生成有限元網(wǎng)格，然后剖析、估量網(wǎng)格的離散誤差，繼而來重新界說網(wǎng)格巨細，再次，分析，估計誤差網(wǎng)格，直到誤差小于我們用戶定義的值或一個用戶定義的要求。（3）載荷類型有限元軟件，外部負載是不是在分析領域相同的特性是不一樣的，但大體上可分為六類：1）自由度約束（DOF）：對于已經(jīng)給定的自由度可用已知的量來表示。比如，于構造剖析中的管制說的是指相對位移和與之對稱的邊界的條件，但熱力學剖析中一般講的是溫度和熱量通量的平行的邊界條件。2）力（FORCE）：講的是指集中載荷的節(jié)點或載荷的大小的邊界的實體模型。比如構造剖析里面的力以及力矩的大小，在熱力剖析中的熱流體速度的大小，也可以是各種磁場剖析中的電流時段。3）表面負荷（SURFACELOAD）：是指分布載荷施加在一個平面。壓力分布，如結構分析，有對流的熱力學分析和熱通量。4）立體載荷（BODYLOAD）：是指一個量或在一個堅實的領域模型的負荷。例如，考慮重力，有熱產(chǎn)生率的熱分析。5）慣性載荷（INERTIALOADS）：指的是因為物體的質(zhì)量產(chǎn)生的慣性而引起的載荷。例如講重力加速度引起的慣性力等引起的載荷。6）耦合場載荷（COUPIED-FIELDLOADS）：這是一個特殊的負載，需要分析的結果，其結果是作為負載的一個額外的分析。例如，磁場力分析是結構分析計算的解決。第2章凸緣聯(lián)軸器2.1凸緣聯(lián)軸器的簡介（1）凸緣聯(lián)軸器的概述對凸緣聯(lián)軸器的話就是屬于剛性聯(lián)軸器的范疇之內(nèi)，經(jīng)過用兩個帶著法蘭的一半的聯(lián)軸器用通俗的平鍵各自與這兩個軸對接，繼而再使幾個螺栓將這兩個半聯(lián)軸器連在一起，用來傳遞運動和轉矩。像此類聯(lián)軸器一般是結構形式有兩種：第一就是通過鉸制孔用螺栓來完成兩根軸對于通過螺栓桿擔受擠壓力與剪切力而來傳遞轉矩；第二是通過一個半聯(lián)軸器上的凸肩去與另一個的凹槽相互配合從而取得對中。凸緣聯(lián)軸器的材料、優(yōu)缺點等一般耦合材料可以用灰鑄鐵或剛，如果是在重負荷或循環(huán)速度大于30米/秒時，應該使用鑄鋼或鍛鋼。對于中性軸的要求是很高的，但是它的主要缺點是，當兩個一致的位移的存在，會有部分的惡化引起的附加載荷和工作條件。（3）凸緣聯(lián)軸器的特點凸緣聯(lián)軸器的法蘭半聯(lián)軸器，使用兩個平鍵分別于兩個關鍵的耦合連接，完成兩個連接，傳遞轉矩和運動等。對于我們平常使用來說，凸緣聯(lián)軸器的構造容易，制造簡單，所以前期要花的成本分本相當少，當它發(fā)揮作用的時候卻非常好用，出現(xiàn)毛病的時候也容易修理，并且工作的時候能夠傳送較多的轉矩，確保精度的大小，經(jīng)常使用在安穩(wěn)載荷的時候，高速，高精度軸傳動。法蘭式聯(lián)軸器是缺少縱向、軸向和角向賠償性的能力的，行使過程中若是沒法確保精度的大小，就會減低聯(lián)軸器的使用時間長短、傳動的精確度和傳動的效率大小，并引起振動和噪聲。2.2凸緣聯(lián)軸器模型圖2.1凸緣聯(lián)軸器的實體模型圖2.2凸緣聯(lián)軸器的二維尺寸圖半聯(lián)軸器的外環(huán)是四個12.2mm直徑小孔，半聯(lián)軸器外徑120mm，內(nèi)直徑32mm，采用32mm直徑軸。已知聯(lián)軸器的轉速為8500r/min，傳遞功率340kw。本章將會使用靜態(tài)有限元分析法計算耦合應力分布不足。2.3凸緣聯(lián)軸器的三維模型建立首先，在三維圖形軟件ProE建立鉸孔凸緣聯(lián)軸器的半聯(lián)軸器。圖2.3新建繪圖環(huán)境圖2.4設置草繪界面一在Proe中新建一個繪圖環(huán)境來放置圖形，然后根據(jù)需要來設置合適的草繪界面，便于作圖，根據(jù)所用的二維圖形的尺寸來開始開始圖形繪制。圖2.5拉伸一圖2.6設置草繪界面二開始實體拉伸一，如圖2.5，需要再設置一個草繪界面，如圖2.6，然后選取草繪的平面，如圖2.7所示，繪制完成后開始開始實體二的拉伸，輸入拉伸長度，完成拉伸。圖2.7選擇將要進行草繪的平面圖2.8開始進行實體拉伸二圖2.9選取曲面、軸或點來放置孔圖2.10完成抽孔開始開始抽孔，首先選取合適的地方來放置所需的孔，輸入尺寸后，完成抽孔命令。圖2.11陣列命令各選項圖2.12陣列示意圖對所抽的孔開始陣列步驟，選取陣列各個命令，角度及個數(shù)，如圖2.11所示。并開始開始陣列，如圖2.12所示。圖2.13陣列完成圖3.14抽取中間軸開始抽取中間軸的孔，選項如圖2.11所示，然后開始開始抽取。圖2.15繪制鍵槽平面圖形圖2.16鍵槽拉伸示意圖圖2.17鍵槽拉伸完成最后開始鍵槽的拉伸，選擇草繪平面，先繪制完成后如圖2.16所示，然后開始拉伸，如圖2.17所示。圖2.18凸緣聯(lián)軸器半軸器完成并著色2.4對凸緣聯(lián)軸器的三維圖形開始有限元分析2.4.1三維圖形導入ANSYS把在PROE制圖軟件中已經(jīng)繪制完成的三維圖形，另存為IGES格式，然后來實現(xiàn)導入到ANSYS中的步驟。根據(jù)三維圖形軟件畫出來的半聯(lián)軸器，在分析的過程中，四個螺釘孔分析，半面與固定側施加一個力，表面上的槽。已知功率P為380kw，轉矩為460N/m，配合的軸的直徑為32mm。有限元分析的過程如下各圖所示。圖2.19導入ANSYS的命令菜單圖2.20選擇由PROE轉化成的IGES格式的文件圖2.21圖形順利導入ANSYS2.4.2定義類型、材料等設置分析類型為靜力分析，定義單元類型為Solid185（該單元用于構造三維實體結構。單元通過10個節(jié)點來定義，每個節(jié)點有3個沿著XYZ方向平移的自由度。單元具有塑性，蠕變，膨脹，應力強化，大變形和大應變能力）。從主菜單中選擇MainMenu:PreprocessorElementTypeAddEditDelete命令，打開ElementType對話框，單擊Add按鈕，如圖2.22所示。圖2.22定義單元類型命令菜單圖2.23定義單元類型為solid185打開LibraryofElementType對話框從中選擇Solid和Tet10Node185選項，如圖2.23所示，按OK按鈕，返回到上圖單元類型對話框，需要點擊Close按鈕，關閉單元類型對話框即可，從而結束當前單元類型的添加架。下面開始著手定義材料的彈性模量、泊松比主菜單中選MainMenu:PreprocessorMaterialPropsMaterialModel命令，打開定義材料模型屬性（DefineMaterialModelBehavior)窗口，如圖2.24，依次單擊StructuralLinearElasticIsotropic,展開材料屬性的樹形結構。將打開材料的彈性模量和泊松比的定義對話框，如圖2.25，分別在EX和PRXY文本框中輸入數(shù)值30e6和0.3后，點擊OK，退出定義材料模型屬性的窗口，至此完成材料模型屬性的定義。圖2.24定義材料屬性命令菜單圖2.25定義材料屬性彈性模量及泊松比2.4.3劃分網(wǎng)格從主菜單中選擇MainMenu:PreprocessorMeshingMeshTool命令，如圖2.26所示，打開網(wǎng)格工具（MeshTool)對話框，點擊Line域中的Set按鈕，打開圖2.27線選擇對話框，選擇定義單元劃分數(shù)的線，選擇主軸孔底座的圓周，按OK，；在圖2.28控制劃分網(wǎng)對話框的No.ofelementdivisions文本框中輸入10，點擊OK；再選擇Mesh域中的Volumes，點擊Mesh,打開圖2.27選擇體對話框，選擇要劃分數(shù)的體，點擊PickAll按鈕。ANSYS會根據(jù)進行的線控制劃分體，得到劃分后的凸緣聯(lián)軸器如圖2.29所示，所以從圖上可以看出，對于那些比較容易出現(xiàn)應力過于集中的位置，網(wǎng)格的劃分都是比較細致的，這樣才能夠保證分析的精確程度。::圖2.26網(wǎng)格劃分工具圖2.27線選擇對話框圖2.28控制線分網(wǎng)圖2.29網(wǎng)格劃分完成2.4.4施加載荷需要進一步定義分析類型和施加載荷邊界條件及其載荷，然后對其進行求解，所進行的具體步驟如下：MainMenuPreprocessorLoadsAnalysisTypeNewAnalysis，在彈出的NewAnalysis對話框中選擇Static靜力學分析。MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnAreas選項對凸緣聯(lián)軸器施加邊界條件。圖2.30施加載荷圖2.31施加載荷大小從主菜單中選擇MainMenu:SolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementonAreas就像是圖2.30所表達出來的那樣，選擇圓的周和軸向，單擊“確定”,打開“應用領域的壓力”對話框，在該命令下的文本框中間輸入1e6的壓力值，如圖2.31所示，單擊OK。圖2.32選取負荷對象圖圖2.33顯示負荷從應用程序菜單中選擇工具菜單：繪圖的PlotAreas得到的結果如圖2.33所示顯示載荷。隨后立即單擊“保存”按鈕，來保留全部的數(shù)據(jù)。至此定義邊界條件施加負荷完成。2.4.5開始求解在主菜單里面找到一個“solution”按鈕，點擊它，然后進去“Solve”按鈕，然后再就是“CurrentLS”命令，就會出現(xiàn)一個需要確定的對話框選項。圖2.34解決當前載荷確認步驟對話框圖2.35開始開始求解到完成圖2.36等值先顯示節(jié)點解數(shù)據(jù)2.4.6查看求解結果從主菜單中選擇MainMenu:GeneralPostprocPlotResultContourPlotNodalSolu命令，打開等值先顯示節(jié)點解數(shù)據(jù)（ContourNodalSolutionData)對話框，如圖2.36所示。選擇如圖所示的選項。分別按照此方法顯示多空連接機座在X/Y/Z/總的方向上的位移。如下圖2.37到2.40。圖2.37X軸向的位移圖圖2.38Y軸向的位移圖圖2.39Z軸方向的位移圖圖2.40綜合的位移圖按照上述查看變形的方法從主菜單選擇，如圖2.41所示，然后選擇Stress，分別選擇下圖所示選項，在X/Y/Z/總的等效應力分布，如圖2.42到2.45所示。圖2.41選擇不同方向以查看應力圖2.42X軸方向的應力圖圖2.43Y軸方向的應力圖圖2.44Z軸方向的應力圖圖2.45vonMises等效應力圖圖2.46播放菜單命令從主菜單中選擇UtilityMenu:PloCtrlAnimateDeformedResults。然后出來對話框以后，根據(jù)上面給出的提示就可以接下去操作，點擊“確定”按鈕，如圖2.46，開始播放動畫，如果你想要停止播放動畫，就選取圖2.47所示的Stop按鈕。圖2.47停止選項圖2.48動畫效果圖

從以上面各圖我們可以，在轉矩為460牛頓每米時，半聯(lián)軸器的最大位0.008004mm，最大位移發(fā)生在鍵槽出；最大應力位移也出現(xiàn)在鍵槽處，所以本章所得結論是與實際情況符合的。第3章十字軸式萬向聯(lián)軸器3.1十字萬向聯(lián)軸器的簡介（1）十字軸式萬向聯(lián)軸器概述在萬向聯(lián)軸器在無數(shù)的存在形式中，十字軸萬向聯(lián)軸器是最常的一個應用，和最廣泛使用的萬向聯(lián)軸器。而且十字軸式萬向聯(lián)軸器的構造十分單一，并且制造起來十分簡易，使用時的損失較小，傳送功率卻非常大，效用尤其高，且對于裝配精度要求反而比較小、就造成制造成本非常之低，使用起來非常方便，所以才被廣泛地應用在各類行業(yè)中。雖然盡管近幾十年來，科研工作者已經(jīng)研發(fā)出來像球籠式、三銷式等各種非常之多的新型的萬向聯(lián)軸器，但是十字軸式萬向聯(lián)軸器仍然用于各個工程領域。所以在萬向聯(lián)軸器使用目前在這一階段，它仍然占著非常大的比重，是一種通用的非常重要的機器構件。目前，萬向聯(lián)軸器的各種類型，大多與雙十字軸耦合為基礎，開發(fā)出來的。例如，說是凸塊式、三銷式萬向聯(lián)軸器的工作原理和雙十字軸聯(lián)軸器的工作原理是大致相同的，不同的是把中間的軸和十字軸的兩端轉化為凸塊。它們簡單且可靠，可用允許的軸間角較大，但是缺點是傳動效率較低，易磨損，所以使用范圍比較小。（2）十字軸傳動的優(yōu)點十字軸萬向聯(lián)軸器是一種非常理想的傳動聯(lián)軸器，廣泛應用在眾多的機械傳動設備中。其具備以下長處：l)傳送效能較高，可大大降低電力損耗；2)傳送的扭轉力矩較大；3)傳動平穩(wěn)，沖擊是滑塊式的1/10～1/20。4)良好的潤滑條件，節(jié)約投資和維護成本；5）使用壽命長，可達1~2年普遍使用；6)允許傾角大，兩個軸角可以達到35°～45°，低噪音的傳輸時間（30ｄＢ～40ｄＢ）；所傳遞的扭矩位數(shù)N.米為小，大到KN.M數(shù)以百計，其結構由萬向傳動鏈單聯(lián)，雙聯(lián)發(fā)展到多個連接。不同場合的驅(qū)動軸，結構類型和技術性能的要求也不同，準確，傳動軸的合理選擇和維護，確保機械穩(wěn)定性，運行可靠，延長其使用壽命是非常重要的。（3）十字軸式萬向聯(lián)軸器結構特點其首要部件是主動、被動的叉字形狀的對接頭及十字軸、中心軸，其傳送動力的中心的受力元件就是這個十字軸。這類聯(lián)軸器的容許行使的軸的傾斜角度可以到15°或以上，當它是在雙節(jié)的情況下作用時，就能夠完成瞬間時刻相等角的速度的萬向不同方向的傳動送，可以使得主從動軸徑向位移補償和角位移補償?shù)男枰粷M足。從運動學的分析，雙十字軸萬向聯(lián)軸器，為了不消除驅(qū)動軸轉速，防止角加速度，一般采用雙十字軸式萬向聯(lián)軸器。而且是該種聯(lián)軸器可能容許兩個像話聯(lián)接的構件之間存在有較大的空間間隔和角度的位移，具備傳送扭矩大，滾動極其變通、非常安穩(wěn)、效用非常大、可以使用的時間較長、容許的軸折角較大、可以伸也可以縮、噪聲小以及潤滑維修方便等諸多優(yōu)點，所以廣泛應用在眾多行業(yè)。3.2十字軸式萬向聯(lián)軸器的實體模型及二維尺寸圖形圖3.1實體模型圖3.2二維圖形根據(jù)所要分析的十字軸式萬向聯(lián)軸器的實體模型來確定其二維圖形尺寸。圖3.3十字軸的二維圖形圖3.4新建繪圖環(huán)境注：1—十字軸；1—無內(nèi)圈圓柱滾子軸承；3——墊片3.3三維模型建立過程根據(jù)十字萬向聯(lián)軸器的二維圖形尺寸，在三維軟件PROE中繪制出十字萬向聯(lián)軸器的三維圖形，便于后續(xù)的有限元分析。首先新建一個繪圖環(huán)境，便于后續(xù)繪圖，如圖3.4所示。圖3.5設置草繪平面圖3.6拉伸實體一然后開始設置草繪平面，便于圖形拉伸，再開始著手拉伸第一個實體，如圖3.6所示。圖3.7：拉伸實體二圖3.8：繪制鏡像參照草繪平面第一個實體拉伸完成后，開始第二個實體的拉伸，然后開始鏡像到另一側，所以需要繪制鏡像平面，再開始鏡像命令，到鏡像完成。最后開始十字軸的繪制，然后再和聯(lián)軸器開始裝配，完成后并開始著色，如圖3.9所示。圖3.9完整的圖形和圖著色圖3.10選擇保存為IGES文件格式3.4對十字軸式萬向聯(lián)軸器的三維圖形開始有限元分析3.4.1三維圖形導入ANSYS把在PROE制圖軟件中已經(jīng)繪制完成的三維圖形，另存為IGES格式，然后來實現(xiàn)導入到ANSYS中的步驟。圖3.11確認導入三維圖形圖3.12導入后的聯(lián)軸器的幾何模型選擇導入格式，如圖3.10所示。然后確認導入圖形，如圖3.11所示。圖3.13中間橫軸的幾何模型圖3.14中間軸的幾何模型3.4.2定義類型、材料等首先需要定義工作文件名并設置分析類型為靜力分析，然后進行必要的定義，包括定義單元類型和選項、定義實常數(shù)和材料屬性等。從主菜單中選擇MainMenu:PreprocessorElementTypeAddEditDelete命令，打開ElementType對話框圖3.15，單擊Add按鈕。圖3.15定義單元類型的命令菜單圖3.16定義單元類型打開LibraryofElementType對話框如圖3.16從中選擇Solid和Tet10Node185選項，按OK按鈕，點擊Close按鈕，關閉單元類型對話框即可，從而結束當前單元類型的添加架。主菜單中選MainMenu:PreprocessorMaterialPropsMaterialModel命令，打開定義材料模型屬性（DefineMaterialModelBehaviour)窗口，如圖3.17，依次單擊StructuralLinearElasticIsotropic,展開材料屬性的樹形結構。將打開1號材料的彈性模量和泊松比的定義對話框，分別在EX和PRXY文本框中輸入數(shù)值210GPa和0.3后，點擊OK,退出定義材料模型屬性的窗口，至此完成材料模型屬性的定義。圖3.17定義材料屬性3.4.3劃分網(wǎng)格然后開始對三維實體開始網(wǎng)格劃分選擇主菜單：主菜單——預處理網(wǎng)格劃分命令網(wǎng)格劃分工具命令，如圖3.18所示，打開網(wǎng)格劃分工具的對話框，點擊線選擇域中的“設置”按鈕，圖3.19線選擇對話框，選擇定義單元劃分數(shù)線，按OK；在圖2.28控制劃分網(wǎng)對話框的文本框中輸入10，點擊“確定”按鈕；然后選擇體積網(wǎng)格域網(wǎng)，點擊，打開圖3.20選擇”對話框，選擇合適的號碼，然后點擊選擇按鈕，立即全部選中，然后Ansys就可以劃分出網(wǎng)格。圖3.18網(wǎng)格劃分命令圖3.19線選擇對話框圖3.20控制線分網(wǎng)圖3.21網(wǎng)格劃分完成圖3.22施加負荷3.4.4定義邊界類型及施加載荷MainMenuPreprocessorLoadsAnalysisTypeNewAnalysis，在彈出的NewAnalysis對話框中選擇Static靜力學分析。MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnAreas選項對聯(lián)軸器施加邊界條件，在聯(lián)軸器的一個十字軸上施加UX、UY、UZ方向的約束，如圖3.22所示。MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralForceMomentOnNode選項，在另一個十字軸側面施加扭矩1160.8N?m。圖3.23選取目標的點的圖圖3.24對聯(lián)軸器施加載荷后的圖施加邊界條件和載荷情況如圖3.24所示。3.4.5開始求解MainMenu:SolutionSolveCurrentLS命令，打開一個需要確認的對話框和狀態(tài)列表。圖3.25解決當前載荷確認不住對話框圖3.26選取每一個平面查看3.4.6查看求解結果MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotElementSolu觀察單元應力云圖，如圖2.27至2.29所示。圖3.27XY面的剪切應力圖3.28YZ面的剪切應力圖3.29ZX平面剪切應力圖3.30選取各方向的應力從各個方向的應力，查看結果如圖3.31至3.34所示。圖3.31X軸方向的應力圖3.32Y軸方向的應力圖3.33Z軸方向的應力圖3.34總的