經典案例
  • 有限元分析在機械產品設計的應用
  • 汽車轉向機構有限元分析與優化
  • 風力發電機主軸結構強度分析
  • 發動機連杆的強度分析與結構優化
  • 車輛傳動軸的強度分析與方案改進
  • 摩托車車架的剛度及強度分析
  • 注塑模具機構強度分析及結構優化
  • 變速箱軸鍵強度校核及結構改進
  • 挖掘機鏟鬥有限元計算和強度分析

基於ANSYS的減速器軸的有限元分析

發布於:2019-09-12 21:48
有限元分析

      減速器在原動機和工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用,能夠降低原動機轉速或增大扭矩,是一種被廣泛應用於工礦企業及運輸、建築等部門的機械部件。傳統的減速器設計主要是憑借經驗或直觀判斷來確定方案,並在滿足所提出要求的前提下,首先根據齒輪的接觸強度或彎曲強度進行設計,然後對該方案進行強度校核,同時進行適當修改以確定結構尺寸。減速器軸是其主要零部件,主要功用是支承機器中的旋轉零件(如齒輪、帶輪等),並傳遞運動和動力。所以減速器軸的強度分析是非常重要的,以下菠菜圈就軸的傳統強度分析有限元分析作一下對比,最終得出有限元強度分析是非常有效的一種方法。已知電動機的相關參數:功率P=25kw,轉速n=970r/min,先作出軸的受力計算簡圖,去集中載荷作用於齒輪及軸承的中點。
      根據減速器軸的相關參數,運用三維建模軟件Solidworks建立軸的實體模型,在建模時采用草圖加旋轉特征的方法而不是逐步疊加法,采用該方法不僅可以縮短建模時間而且可以任意調整相關尺寸而不出現錯誤。最終建立的實體模型如圖所示。將Solidworks建立的實體模型導入大型有限元分析軟件ANSYS中進行有限元分析。為了提高分析精度,采用整體模型作為分析對象,最終離散出來的有限元模型如圖所示,離散的單元數為92262,節點數為174860。軸的材料為45調質鋼,該型材料的屈服極限為59 MPa,根據機械設計手冊等相關文獻的規定和軸在減速器中的受力特性對軸施加相應的載荷和約束條件。最終計算得到軸的最大Von Mises應力值為30MPa,如圖所示,最大應力發生在軸的剖麵D處,與傳統計算結果非常吻合。
      (1)通過減速器軸的對比計算,傳統計算步驟較為繁瑣,而運用有限元分析方法對軸進行強度分析,計算得出的結果和傳統計算比較接近,甚至更安全,從而提高了工程計算效率。同時還能很直觀的看出危險截麵,對其進行修改提供了很大的便利,對機械工程人員的工作量不僅有一定的減輕,還對其精度有了進一步的提高。這對以後ANSYS在一般機械方麵的設計提供了一定參考,對其推廣也有一定的意義。(2)根據軸的設計標準或規範,計算得到結構上危險部位處的應力分布結果,以便判斷所設計結構的可靠性,並在此基礎上對結構進行優化設計,從而避免某些結構或零部件由於過大的應力或壓曲失穩而損壞、並控製機械結構整體及其零部件的剛性性能。另外,對於那些所受應力較小、結構材料利用不充分的區域可以結合加工和製造工藝的實際情況進行材料板厚減薄、截麵尺寸減小等,從而達到設計階段的成本降低控製。(3)采用CAD/CAE技術對減速器軸進行強度分析,不僅可以節省計算時間,提高計算效率,而且建立了一整套關於軸強度分析的工程驗證方法,對今後軸強度分析提供相關工程分析方法。


                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司www.kaoshi020.com,轉載請注明出處和相關鏈接!

tag標簽:
------分隔線----------------------------
------分隔線----------------------------