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        基于SolidWorks Simulation 的傳動輪應(yīng)力分析

        2021-08-23 07:57:22
        農(nóng)業(yè)裝備技術(shù) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:圓柱面基準(zhǔn)面圖解

        張 豪

        (江海職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225101)

        0 引 言

        在工業(yè)設(shè)備運(yùn)行過程中,軸承載荷的變化情況很難掌控,如果能夠預(yù)先探知其變化情況,就可以提前預(yù)測出軸上零件的穩(wěn)定運(yùn)行質(zhì)態(tài),從而保障各類設(shè)備的安全運(yùn)行,避免設(shè)備事故和人身傷害的發(fā)生。

        1 傳動輪模型建立

        1.1 傳動輪建模

        在前視基準(zhǔn)面中繪制傳動輪的草圖輪廓,建模尺寸及約束關(guān)系如圖1 所示,獲得如圖2 所示傳動輪模型。

        圖2 傳動輪模型

        1.2 分割設(shè)置

        在右視基準(zhǔn)面繪制一條穿透坐標(biāo)原點(diǎn)的水平直線,利用分割線將傳動輪軸孔圓柱面進(jìn)行分隔,如圖3 所示;在上視基準(zhǔn)面繪制一條穿透坐標(biāo)原點(diǎn)的水平線,同樣利用分割線將傳動輪外圓面進(jìn)行分隔,如圖4 所示。完成上述設(shè)置,為后續(xù)施加軸承載荷做好鋪墊。

        圖3 傳動輪軸孔圓柱面分割

        圖4 傳動輪外圓面分割

        2 傳動輪應(yīng)力分析

        2.1 創(chuàng)建新算例

        在SolidWorks Simulation 中建立新算例,命名為軸承載荷分析,類型為靜應(yīng)力分析。勾選“使用軟彈簧是模型穩(wěn)定”復(fù)選按鈕。

        2.2 材料屬性定義

        定義傳動輪材料屬性,材料屬性如表1 所示。

        表1 材料屬性表

        2.3 建立約束

        單擊“夾具顧問”,在彈出的“Simulation 顧問”欄目中,選擇“添加夾具”,打開“夾具”屬性管理器。將“高級”欄目中的“使用參考幾何體”選中。在“夾具的面、邊線、頂點(diǎn)”中將圖形區(qū)域中傳動輪外側(cè)圓柱面上生成的分割線作為約束邊線;在“方向的面、邊線、基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸”中將圖形區(qū)域中創(chuàng)設(shè)的基準(zhǔn)軸1 作為參考幾何體;在“轉(zhuǎn)換”欄目中單擊激活“徑向”按鈕,設(shè)置徑向位移為0;激活“圓周”按鈕,設(shè)置圓周旋轉(zhuǎn)約束為0,如圖5 所示。

        圖5 約束設(shè)置

        2.4 施加載荷

        單擊“軸承載荷”,在屬性管理器中單擊“軸承載荷的圓柱面”顯示欄,點(diǎn)選軸孔圓柱面下半面為軸承載荷圓柱面,點(diǎn)選“選擇坐標(biāo)系”中“Y-方向”,設(shè)置Y 方向向下的力為700 N,完成載荷施加設(shè)置,如圖6 所示。

        圖6 載荷設(shè)置

        2.5 劃分網(wǎng)格

        單擊“生成網(wǎng)格”按鈕,打開“網(wǎng)格”屬性管理器,將“網(wǎng)格密度”中設(shè)置為“良好”,在“高級”欄目中將“雅可比點(diǎn)”設(shè)置為16 點(diǎn),即16 點(diǎn)的單元格。設(shè)置完成后確認(rèn)并運(yùn)行,得到如圖7、圖8 所示網(wǎng)格品質(zhì)圖解。

        圖7 網(wǎng)格品質(zhì)圖解(網(wǎng)格)

        圖8 品質(zhì)圖解(雅可比)

        圖10 位移圖解

        2.6 結(jié)果分析

        分析結(jié)果如圖9 所示。

        圖9 應(yīng)力圖解

        3 結(jié) 語

        本文通過SolidWorks 的有限元分析平臺Simulation 對傳動輪在軸承載荷作用下的受力機(jī)變形情況進(jìn)行有限元分析,計算運(yùn)行結(jié)果顯示出傳動輪的應(yīng)力分布及變形情況,該傳動輪性能可靠,為同類軸上零件的設(shè)計和試驗(yàn)提供了理論依據(jù)。

        圖11 應(yīng)變圖解

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