十字軸萬向節(jié)建模及有限元分析(共37頁)

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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 十字軸三維建模 1.建立直徑57高87的圓柱 1）單擊圓柱命令，指定矢量（+Z），和起始點（0，-43.5,0） 2）輸出直徑57，高度87 2. 在已有圓柱體的上下端面，建立直徑51,高9圓柱體 3.在上述階梯軸的上下端面，建立直徑45高30的圓柱體，得到如下模型 4.插入-關聯(lián)復制-實例特征-圓形陣列，選擇所有已經建成的特征，確定，按圖示設定陣列參數(shù),確定，選擇‘點和軸’，選擇X軸，確定，得到如下模型 5.倒斜角，4x4 6.倒圓角R25 選擇交叉的4條邊，輸出如圖參數(shù) 7.單擊“孔命令，選擇任意兩個不平

2、行端面圓的圓心，按圖示設定參數(shù)后，確定 8.對每個孔倒斜角，1x1，得到最后的十字軸模型 萬向節(jié)叉三維建模 1.建立地面圓柱體直徑165高20 指定點為坐標原點，指定矢量為+Z 2.拉伸耳環(huán)主體 1）選擇‘拉伸’，單擊截面中的‘繪制曲線’，選擇現(xiàn)有平面的YZ平面，進入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面，繪制完成后，單擊“完成草圖”退出草圖界面 2）按如下設置參數(shù)后，單擊‘確定’，完成耳環(huán)主體的拉伸，如圖 3.切除部分實體 1）選擇‘拉伸’，單擊截面中的‘繪制曲線’，選擇現(xiàn)有平面的XZ平面，進入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面，繪制完成后，單擊“完

3、成草圖”退出草圖界面 2）按如下設置參數(shù)（注：布爾運算，選擇‘求差’），單擊‘確定’，完成耳環(huán)主體的拉伸，如圖 4. 切除部分實體 1）選擇‘拉伸’，單擊截面中的‘繪制曲線’，選擇現(xiàn)有平面的XZ平面，進入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面，繪制完成后，單擊“完成草圖”退出草圖界面 2）按如下設置參數(shù)（注：布爾運算，選擇‘求差’），單擊‘確定’，完成耳環(huán)主體的拉伸，如圖 5.切除棱角 1）選擇‘拉伸’，單擊截面中的‘繪制曲線’，選擇現(xiàn)有平面的耳環(huán)端面，進入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面，繪制完成后，單擊“完成草圖”退出草圖界面 2）按如下設置參數(shù)（注：布爾

4、運算，選擇‘無’），單擊‘確定’，完成棱角主體的拉伸，如圖 3）鏡像棱角 插入-關聯(lián)復制-鏡像特征，選擇建立的棱角特征，選擇鏡像平面為YZ平面，單擊確定，如圖 4）布爾差，在耳環(huán)主體上切除兩個棱角 單擊‘求差’命令，目標體為耳環(huán)主體，到具體為兩個棱角體，單擊確定 6.建立法蘭孔 1）單擊‘孔’命令，‘位置’-單擊‘繪制截面’進入草繪環(huán)境，按二位圖紙繪制八個孔的中心位置，在中心位置放置一個點，完成草繪。 2）按照如圖設置參數(shù)后，單擊確定 7.建立連接體 1）單擊‘拉伸’命令，選擇，圓柱上表面，進入草繪環(huán)境，在中心位置繪制一個直徑為105的圓，完成草繪。

5、 2）按照如圖設置參數(shù)，選擇拔模角度為20，單擊確定。 8.將已建成的模型進行布爾加運算 9.生成底部空腔 單擊‘球’命令，指定點為整體坐標原點，直徑為90，布爾為‘求差’，單擊確定 10.建階梯孔 1）單擊‘拉伸’命令，在耳環(huán)端面，建立草繪平面，進入草繪環(huán)境后，在中心處畫一個直徑51的圓，完成草繪。 2）按照如圖設置參數(shù)，拉伸值為10，布爾求差。 3）同樣方法在另一個耳環(huán)端面建立階梯孔。效果如下 11.棱處理，倒圓角 1）在如圖所示的幾處位置到R5圓角 2）在如圖所示的幾處位置到R2圓角 通過以上建模步驟，得出萬向節(jié)叉的三維模型，顯示如

6、下圖 傳動軸三維建模 1. 建立法蘭盤，起始點為原點，指定矢量為+Z，建模參數(shù)如圖 2.建立階梯軸，直徑95長146 3. 建立階梯軸，直徑90長83 4. 建立階梯軸，直徑80長33 5.倒圓角R10 在圖示位置R10倒圓角 6. 倒圓角R1.5 在圖示位置R1.5倒圓角 7. 倒斜角2X2 在圖示位置倒2X2斜角 8.建立階梯軸（退刀槽）直徑60，長5 9.建立花鍵 1）單擊‘拉伸’，以小圓柱端面為草繪平面，進入草繪環(huán)境，根據(jù)二維草圖，繪制花鍵截面，完成草圖，如圖 2）按照圖示設置參數(shù)，拉伸花鍵 3）對

7、花鍵齒倒2x2斜角 10. 建立階梯軸，直徑30長42，并倒圓角R1.5 11.建立法蘭孔（方法同萬向節(jié)叉法蘭孔） 12.在YZ平面內繪制回轉草圖。 單擊‘草圖’命令，選擇YZ平面，進入草繪環(huán)境，根據(jù)二維草圖進行繪制。 13.單擊‘回轉’命令，選擇草繪的曲線，選擇指定矢量為Z軸，指定點為坐標原點，單擊確定。 14.拉伸耳環(huán)實體 1）單擊拉伸，選擇XZ平面，進入草繪環(huán)境，按照二維圖紙進行草繪，完成草圖 2）按照如圖設置，進行拉伸，得到耳環(huán)實體 15.切除凸臺 1）單擊拉伸，選擇圓臺表面為草繪平面，進入草繪環(huán)境，繪制曲線，如圖，完成草繪。 2

8、）按照如圖設置參數(shù)，切除拉伸 16.切出耳環(huán)空腔 1）單擊‘拉伸’，以一側面為平面，參照圖紙，進行草繪，曲線如圖，完成草繪 2）按照圖示參數(shù)，切除實體 17.倒圓角R5，按照圖示部位，進行倒圓角 18.建立通孔 選擇指定點為圓的圓心，以圖示數(shù)據(jù)，進行孔的切除 19.倒角1x1 通過以上建模過程，得到傳動軸的三維模型 十字軸靜力學分析 1.模型的導入 1）模型的導出格式 十字軸在UG中建模完成后，將其導出為parasolid_.x_t格式（導出文件名和路徑為英文）。 文件-導出-parasolid，出現(xiàn)‘導出parasolid

9、對話框后，框選整個實體，單擊確定 在出現(xiàn)的對話框中，選擇保存路徑，輸入文件名，單擊OK。 2）模型導入 打開ANSYS_WORKBENCH界面，拖入靜力學分析模塊（static structural） 3)右鍵單擊Geometry--Import Geometry—browse，選擇十字軸的X-T模型，單擊確定 4）雙擊Geometry，進入DM界面，單擊Generate，生成模型后關閉DM模塊 2.靜力學分析 1）雙擊Modal，進入 2）網格劃分 單擊流程樹中的‘mesh’，在下方出對話框。設置如下參數(shù)，其他默認 （1）relevance

10、 58 （2）relevance center medium 完成設置后，右鍵‘mesh’—generate mesh ，自動生成網格，如圖 3）施加載荷及邊界條件 根據(jù)十字軸的工作狀態(tài)，知作用于十字軸軸頸中點的力為58110.24N。分析過程中，將一對軸頸外圓周面施加固定約束，另一對軸頸外圓周面施加兩個等大反向的集中力，大小為58110.24N，方向垂直于軸線。 （1）單擊‘static structural（A5）’, ‘supports’—fixed support,選擇兩個圓柱面后，單擊‘aplly’，其他保持默認。 （2）‘loads’—‘for

11、ce’，選擇第三個圓柱面，單擊‘aplly’，按如圖設置參數(shù) 輸入值為58110.24N，direction為如圖所示方向 （3）同樣方法設置另一個力 （4）通過上述設置，得到分析的載荷環(huán)境 3）靜力學求解 （1）單擊‘solution（A6）’，在工具欄中選擇‘stress’—equivalent stress’（等效應力）、‘maxinum principal’(最大正應力)和maxinum shear（最大剪應力） （2）右鍵‘solution（A6）’，單擊‘solve’進行求解 求解成功后，單擊equivalent stress查看等效應力云圖，如圖。

12、可以看出最大的等效應力為176.24Mpa 單擊maxinum principal’查看最大正應力云圖，如圖。可以看出最大的正應力為237.48Mpa（看做彎曲應力參考值） 單擊maxinum shear’查看最大切應力云圖，如圖?？梢钥闯鲎畲蟮那袘?0.622Mpa（看做彎曲應力參考值） 結論： 通過以上的靜力學分析，在已有的力學環(huán)境下，十字軸的應力值均在需用應力范圍內，即滿足使用要求。 萬向節(jié)叉靜力學分析 1.模型導入與上節(jié)相同 2.網格劃分 3.施加載荷及邊界條件 1）固定約束兩個孔的內表面 2）由于萬向軸叉受扭，扭矩為1025N.M，所以

13、在法蘭盤外圓面施加力矩。 單擊‘loads’—moment，選擇法蘭盤外圓面，輸入力矩大小N.mm，其他默認，如圖。 3.求解 在求解樹里，一次插入，最大正應力、最大切應力、等效應力，進行求解 1）查看最大正應力，最大為39.403Mpa 2）查看最大切應力，最大為20.895Mpa 3）查看等效應力，最大為39.155Mpa 傳動軸靜力學分析 1.模型導入與上節(jié)相同 2.網格劃分 3.施加載荷及邊界條件 1）固定約束兩個孔的內表面 2）由于傳動軸軸叉受扭，扭矩為1025N.M，所以在花鍵小徑施加力矩。 單擊‘loads’—moment，選擇花鍵小徑表面，輸入力矩大小N.mm，其他默認，如圖。 3.求解 在求解樹里，一次插入，最大正應力、最大切應力、等效應力，進行求解 1）查看最大正應力，最大為37.465Mpa 2）查看最大切應力，最大為36.841Mpa 3）查看等效應力，最大為63.811Mpa 專心---專注---專業(yè)