BL型弹性棒销联轴器的强度分析
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- 发布时间:2017-01-11
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弹性棒销联轴器是-种连接两轴并传递运动和转矩的挠性联轴器。由于利用了弹性元件 (多为尼龙棒销)的弹性变形 ,能补偿两轴的偏斜和位移,所以弹性棒销联轴器广泛地应用在轴向窜动较大、正反转变化较多、启动频繁的诚。本文建立了BL型弹性棒销联轴器的强度计算模型,在 Workbench中建立了 BL9的三维模型,打破了仅对单个零件进行有限元分析的惯例,得到了接触区更加精确的分析数据。
1 弹性棒销联轴器的结构型式与原理弹性棒销联轴器的结构如图 1所示,两个半联轴器凸缘的外缘及外套的缘制成直径为 d的半圆形凹槽,组合成棒销孔,以嵌入棒销。主动轴半联轴器通过棒销带动外套旋转,外套再通过棒销带动从动端半联轴器转动以完成扭矩的传递。
2 弹性棒销联轴器的强度计算模型2.1 棒销的受力分析假设载荷均匀地分配在各个棒销上。
1)棒销的挤压应力根据材料力学理论 J,棒销的挤压应力分布《起重运输机械》 2013(2)1.右半联轴器 2.螺栓 M16×30 3.垫圈4.外套 5.棒销 6.挡盖 7.左半联轴器图1 弹性棒销联轴器情况如图2所示,而实用计算时以式 (1)作为最大应力图 2 棒销的挤压应力 ㈩ ( ), l 式中: 为联轴器允许的最大扭矩,nor为-个半联轴器上棒销的个数,d为棒销的直径,d,为棒销圆心分布的直径,f 为棒销的长度。
2)棒销的剪切应力每个棒销的最大剪应力为2Fl n ·d3 2T'1max (2)如果考虑制造安装误差引起的两轴歪斜和偏移,载荷不均匀地分配在每个棒销上,因此计算棒销的最大挤压和剪切应力时可以分别乘以-个不均匀系数 、 ,后。>l,k2>1, l、 的值由实验测定。
2.2 半联轴器齿根弯曲、剪切强度计算1)齿根弯曲强度半联轴器的轮齿在受载时,齿根所受的弯矩最大,因此,齿根处的弯曲疲劳强度最弱。为便于计算,按全部载荷作用于齿顶来计算齿根的弯曲强度,很显然,采用这样的方法,轮齿的弯曲强度比较富裕 J。
如图3右图所示,假设轮齿为-悬臂梁,则齿根危险截面的抗弯截面系数d)2s- - 齿根危险截面的弯曲应力为2.f1 ( n(3)(4)考虑到实际载荷分配不均匀,弯曲应力再乘以-个不均匀系数 2 。
图3 齿根危险截面AB处受力图2)齿根剪切强度假设凸缘的轮齿在AB截面处受剪,在此截面- 62 - - , 、- . ,- i同样考虑到实际载荷分配不均匀,弯曲应力乘以-个不均匀系数 23 J。
2.3 半联轴器齿面接触强度计算接触应力的计算是-个弹性力学问题。对于棒销与半联轴器销孔的接触,根据弹性力学,其接触应力为( Pl 1B P ) I J兀(1-iz 12 丢).w f,f -1-2)(6)式中:F为作用于接触面上的总压力,B为初始接触线长度,P 、P:分别为零件 1和零件2初始接触线处的曲率半径,其中正号用于外接触,负号用于内接触, 、 分别为零件 1和零件 2材料的泊松比,E 、E:分别为零件 1和零件 2材料的弹性模量。
2.4 半联轴器的扭转强度计算针对半联轴器的扭转强度,其危险截面如图4所示∝面二次极矩噩(d - )- [(粤 ) -譬]- hb3(d;-d )图4 扭转强度的危险截面抗扭截面系数鲁《起重运输机械》 2013(2)肼- 力 献胤-
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