十字軸萬(wàn)向節(jié)建模及有限元分析(共37頁(yè))

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1、精選優(yōu)質(zhì)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(diǎn)（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(guān)聯(lián)復(fù)制-實(shí)例特征-圓形陣列，選擇所有已經(jīng)建成的特征，確定，按圖示設(shè)定陣列參數(shù),確定，選擇‘點(diǎn)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(gè)不平

2、行端面圓的圓心，按圖示設(shè)定參數(shù)后，確定 8.對(duì)每個(gè)孔倒斜角，1x1，得到最后的十字軸模型 萬(wàn)向節(jié)叉三維建模 1.建立地面圓柱體直徑165高20 指定點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，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(jìn)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(shè)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(shí)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(jìn)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(shè)置參數(shù)（注：布爾運(yùn)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(shí)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(jìn)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(shè)置參數(shù)（注：布爾運(yùn)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(jìn)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(shè)置參數(shù)（注：布爾

4、運(yùn)算，選擇‘無(wú)’），單擊‘確定’，完成棱角主體的拉伸，如圖 3）鏡像棱角 插入-關(guān)聯(lián)復(fù)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(gè)棱角 單擊‘求差’命令，目標(biāo)體為耳環(huán)主體，到具體為兩個(gè)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(jìn)入草繪環(huán)境，按二位圖紙繪制八個(gè)孔的中心位置，在中心位置放置一個(gè)點(diǎn)，完成草繪。 2）按照如圖設(shè)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(jìn)入草繪環(huán)境，在中心位置繪制一個(gè)直徑為105的圓，完成草繪。

5、 2）按照如圖設(shè)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(jìn)行布爾加運(yùn)算 9.生成底部空腔 單擊‘球’命令，指定點(diǎn)為整體坐標(biāo)原點(diǎn)，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(jìn)入草繪環(huán)境后，在中心處畫一個(gè)直徑51的圓，完成草繪。 2）按照如圖設(shè)置參數(shù)，拉伸值為10，布爾求差。 3）同樣方法在另一個(gè)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(wàn)向節(jié)叉的三維模型，顯示如

6、下圖 傳動(dòng)軸三維建模 1. 建立法蘭盤，起始點(diǎn)為原點(diǎn)，指定矢量為+Z，建模參數(shù)如圖 2.建立階梯軸，直徑95長(zhǎng)146 3. 建立階梯軸，直徑90長(zhǎng)83 4. 建立階梯軸，直徑80長(zhǎng)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(zhǎng)5 9.建立花鍵 1）單擊‘拉伸’，以小圓柱端面為草繪平面，進(jìn)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?qǐng)D示設(shè)置參數(shù)，拉伸花鍵 3）對(duì)

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

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

9、對(duì)話框后，框選整個(gè)實(shí)體，單擊確定 在出現(xiàn)的對(duì)話框中，選擇保存路徑，輸入文件名，單擊OK。 2）模型導(dǎo)入 打開ANSYS_WORKBENCH界面，拖入靜力學(xué)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(jìn)入DM界面，單擊Generate，生成模型后關(guān)閉DM模塊 2.靜力學(xué)分析 1）雙擊Modal，進(jìn)入 2）網(wǎng)格劃分 單擊流程樹中的‘mesh’，在下方出對(duì)話框。設(shè)置如下參數(shù)，其他默認(rèn) （1）relevance

10、 58 （2）relevance center medium 完成設(shè)置后，右鍵‘mesh’—generate mesh ，自動(dòng)生成網(wǎng)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(diǎn)的力為58110.24N。分析過程中，將一對(duì)軸頸外圓周面施加固定約束，另一對(duì)軸頸外圓周面施加兩個(gè)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(gè)圓柱面后，單擊‘a(chǎn)plly’，其他保持默認(rèn)。 （2）‘loads’—‘for

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

12、可以看出最大的等效應(yīng)力為176.24Mpa 單擊maxinum principal’查看最大正應(yīng)力云圖，如圖。可以看出最大的正應(yīng)力為237.48Mpa（看做彎曲應(yīng)力參考值） 單擊maxinum shear’查看最大切應(yīng)力云圖，如圖?？梢钥闯鲎畲蟮那袘?yīng)力為90.622Mpa（看做彎曲應(yīng)力參考值） 結(jié)論： 通過以上的靜力學(xué)分析，在已有的力學(xué)環(huán)境下，十字軸的應(yīng)力值均在需用應(yīng)力范圍內(nèi)，即滿足使用要求。 萬(wàn)向節(jié)叉靜力學(xué)分析 1.模型導(dǎo)入與上節(jié)相同 2.網(wǎng)格劃分 3.施加載荷及邊界條件 1）固定約束兩個(gè)孔的內(nèi)表面 2）由于萬(wàn)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(rèn)，如圖。 3.求解 在求解樹里，一次插入，最大正應(yīng)力、最大切應(yīng)力、等效應(yīng)力，進(jìn)行求解 1）查看最大正應(yīng)力，最大為39.403Mpa 2）查看最大切應(yīng)力，最大為20.895Mpa 3）查看等效應(yīng)力，最大為39.155Mpa 傳動(dòng)軸靜力學(xué)分析 1.模型導(dǎo)入與上節(jié)相同 2.網(wǎng)格劃分 3.施加載荷及邊界條件 1）固定約束兩個(gè)孔的內(nèi)表面 2）由于傳動(dòng)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(rèn)，如圖。 3.求解 在求解樹里，一次插入，最大正應(yīng)力、最大切應(yīng)力、等效應(yīng)力，進(jìn)行求解 1）查看最大正應(yīng)力，最大為37.465Mpa 2）查看最大切應(yīng)力，最大為36.841Mpa 3）查看等效應(yīng)力，最大為63.811Mpa 專心---專注---專業(yè)