有限元模型的建立

    HL8柱銷聯(lián)軸器由鍛鋼制成，該材料的彈性模量Ex=206 GPa，泊松比P}=0.3，屈服o=350 MPa。幾何尺寸:半聯(lián)軸器長L=210 mm，孔徑di=110 mm，套筒外徑}z=190 mm，圓盤外徑D=340 mm，厚度h=45 mm;柱銷孔直徑ds=40 mm柱銷孔分布圓直徑D1=280 mm。外力特性:許用公稱轉(zhuǎn)矩T=15 . 68 kN/m o

   由于柱銷聯(lián)軸器左右兩部分結(jié)構(gòu)對稱，所以本文只對聯(lián)軸器的輸出端進(jìn)行分析。在分析過程中，假定材料是線彈性的，即認(rèn)為材料不出現(xiàn)屈服。采用八節(jié)點(diǎn)六面體單元，因?yàn)榇藛卧獛в?個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)自由度，便于施加力矩。通過單元大小進(jìn)行控制，共產(chǎn)生出3 129個(gè)節(jié)點(diǎn)，12 854個(gè)單元。圖1為聯(lián)軸器輸出端的網(wǎng)格劃分圖。所以本文只考慮它在某個(gè)時(shí)刻的靜態(tài)應(yīng)力。

 3計(jì)算結(jié)果及分析

    圖2和圖3分別為半聯(lián)軸器的應(yīng)力分布圖和應(yīng)變分布圖。結(jié)果顯示，合位移出現(xiàn)在聯(lián)軸器凸緣外側(cè)，其值Umx = 0.54 x 10-4m;等效應(yīng)力出現(xiàn)在鍵槽處，其值為Sm}x = 99.2 MPa。從圖中的位移等值線可以看出:(1)在零件尺寸突然改變處的橫截面上，應(yīng)力并不是均勻分布的。局部應(yīng)力有急劇增大的現(xiàn)象，這主要由于聯(lián)軸器上有鍵槽及12個(gè)柱銷

孔，產(chǎn)生了較大的應(yīng)力集中。(2)軸上的扭矩主要是通過鍵槽傳到聯(lián)軸器上的，故離鍵槽近的地方產(chǎn)生的應(yīng)力較大，離鍵槽遠(yuǎn)的地方產(chǎn)生的位移較大。

由以上的分析過程可知，半聯(lián)軸器產(chǎn)生的應(yīng)力遠(yuǎn)小于其屈服應(yīng)力。破壞將產(chǎn)生在聯(lián)軸器圓盤外緣或鍵槽處，形式是疲勞損傷或破裂。在實(shí)際的生產(chǎn)中，可以考慮改變半聯(lián)軸器的幾何參數(shù)或材料，結(jié)合柱銷的使用情況，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)半聯(lián)軸器的使用壽命，并對其進(jìn)行優(yōu)化，以性能，節(jié)約成本。