450型短應力線軋機萬向聯(lián)軸器與接軸托架的優(yōu)化設計.pdf

1、十字軸式萬向聯(lián)軸器是軋機傳動系統(tǒng)核心部件之一，在回轉直徑相同的情況下，與其他型式的聯(lián)軸器相比，具有傳遞扭矩大、高效平穩(wěn)、結構緊湊、較大的角度補償量等優(yōu)點，因此十字軸式萬向聯(lián)軸器被廣泛用于軋機與汽車領域;接軸托架主要用于平衡和承載十字軸式萬向聯(lián)軸器的自身重量，對聯(lián)軸器正常的運行起到重要作用。本文針對河北鑫達鋼鐵有限公司450型短應力線軋機系統(tǒng)中十字軸式萬向聯(lián)軸器與接軸托架在使用過程中存在的問題，運用有限元的分析方法進行了結構分析和優(yōu)化設計

2、，并將分析結果應用于實際。本文主要研究內容及成果如下:
　　(1)通過對十字軸式萬向聯(lián)軸器運動學分析可知，因中間軸在工作過程中的扭轉振動產生動載荷導致中間軸萬向節(jié)叉出現(xiàn)裂紋。針對此問題，采取將十字軸式萬向聯(lián)軸器的中間軸直徑減小，達到減小轉動慣量和動載荷的目的。優(yōu)化后直徑在符合疲勞強度安全系數(shù)校核、扭轉剛度校核前提下，將花鍵軸套直徑由267mm變?yōu)?47mm，花鍵軸直徑由237mm變?yōu)?06mm，重量減小0.22噸，轉動慣量減小65

3、kg/m2。
　　(2)軸承座耳軸是十字軸式萬向聯(lián)軸器與接軸托架相連接的關鍵部件，針對其在實際生產過程中頻繁切壞的現(xiàn)象，采取將上、下滑塊與軸承座合為一體，避免耳軸的頻繁切壞。接軸托架兩端肋板晃動大，影響其工作的穩(wěn)定性和軋制產品精度，針對此問題，采取將兩端肋板頂部加裝加強固定板。
　　(3)利用ANSYS軟件對優(yōu)化前和優(yōu)化后十字軸式萬向聯(lián)軸器的中間軸進行靜力學分析、對優(yōu)化后十字軸式萬向聯(lián)軸器進行模態(tài)分析，得到等效位移云圖、等效

4、應力云圖和模態(tài)振型圖。由等效位移云圖分析可知，優(yōu)化后中間軸萬向節(jié)叉的最大變形量下降18％;由等效應力云圖分析可知，優(yōu)化后中間軸萬向節(jié)叉的最大應力數(shù)值下降26％;由模態(tài)分析得到十字軸式萬向聯(lián)軸器的各階振型圖和固有頻率，并通過臨界轉速校核公式，確保優(yōu)化后十字軸式萬向聯(lián)軸器不會產生共振。
　　(4)利用ANSYS軟件對軸承座耳軸和優(yōu)化前、優(yōu)化后接軸托架進行靜力學分析，得到等效位移云圖和等效應力云圖。由軸承座耳軸等效位移云圖分析可知，耳軸