大型十字軸式萬向軸一般為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，近幾年來在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生斷裂事故，鑒于此，隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，十字軸式萬向接軸的強(qiáng)度及變形計(jì)算開始采用有限元法進(jìn)行計(jì)算與仿真.

1傳統(tǒng)的材料力學(xué)與經(jīng)驗(yàn)會(huì)式法

    傳統(tǒng)的萬向軸強(qiáng)度計(jì)算方法常用的有兩種:一種是用材料力學(xué)法計(jì)算，另一種是以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)公式法，且后一種代表了萬向接軸的特點(diǎn)，計(jì)算既簡(jiǎn)單又方便，因此應(yīng)用較廣。但是，兩種方法均不能準(zhǔn)確地反映接軸元件中的應(yīng)力狀態(tài)及應(yīng)力值.

2理論與實(shí)臉相結(jié)合的方法

隨著接軸在運(yùn)行中出現(xiàn)的諸如斷裂等間題，技術(shù)人員開始將理論與試驗(yàn)相結(jié)合，分析問題的所在并進(jìn)行技術(shù)改造，得出:十字軸是聯(lián)接軸中重要也是應(yīng)力大的零件，它容易產(chǎn)生疲勞失效，通常在圓角處，被認(rèn)為是高循環(huán)疲勞區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)力集中的影響;同時(shí)，十字軸、又頭和軸承的尺寸要根據(jù)它們之間的相互關(guān)系和允許限來選擇，當(dāng)要提高接軸的承載能力時(shí)，這些零件的所有尺寸都要重新設(shè)計(jì)，使每個(gè)零件的應(yīng)力、變形達(dá)到平均水平，利用ANSYS有限元程序計(jì)算十字軸、叉頭的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)，并利用電測(cè)法實(shí)際運(yùn)行零件的應(yīng)力，實(shí)際結(jié)果與有限元計(jì)算的相符。

3用等強(qiáng)度目標(biāo)函數(shù)法優(yōu)化接抽結(jié)構(gòu)參數(shù)

在設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用等強(qiáng)度的方法作為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)接軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在不改變接軸外徑和材質(zhì)的條件下，使叉頭和扁頭的承載能力趨于相等。這樣優(yōu)化后的接軸，不但結(jié)構(gòu)合理，而且還可以顯著提高接軸的綜合承載能力。

4有限單元分析法

傳統(tǒng)的萬向聯(lián)接軸強(qiáng)度計(jì)算法不能地反映聯(lián)接軸元件的應(yīng)力狀態(tài)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，技術(shù)人員開始利用有限元法對(duì)接軸強(qiáng)度進(jìn)行仿真分析，采用多種載荷分布加載(如集中、均布、三角)找不同受力狀態(tài)下的應(yīng)力場(chǎng)、位移分布規(guī)律及危險(xiǎn)斷面位置，正確地反映了接軸受力狀態(tài)，同時(shí)對(duì)接軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提高了接軸的承載能力，了接軸技術(shù)的發(fā)展。

大量實(shí)例證明，利用有限單元法對(duì)實(shí)物受力進(jìn)行仿真，計(jì)算出的危險(xiǎn)區(qū)域與實(shí)際發(fā)生斷裂的位置是相吻合的。

上下接抽十字頭的交錯(cuò)布里一增加接軸的回轉(zhuǎn)直徑

一般情況下，軋機(jī)上、下萬向接軸的布置方式均是垂直對(duì)齊式(上、下接軸的十字頭在同一垂直直線上)的，由于軋機(jī)軋輥直徑的限制，接軸的回轉(zhuǎn)直徑不可能很大。為了增大接軸的回轉(zhuǎn)直徑，提高接軸的承載能力，技術(shù)人員考慮將上、下萬向接軸的布置方式改為交錯(cuò)式(上下接軸的十字頭不在同一垂直直線上)，這樣在程度上提高了接軸的承載能力。