江蘇某中小型鋼廠的軋機輥道采用了齒式聯(lián)軸器。本文以該鼓形齒聯(lián)軸器為例進行了應(yīng)力分布規(guī)律的分析。該鼓形齒聯(lián)軸器參數(shù)如表1所示。

為了簡化模型，本文僅保留了與接觸應(yīng)力相關(guān)的實體，并且齒輪基體厚度減薄為約2m(模數(shù))，但已經(jīng)不影響齒輪的應(yīng)力分析 在Unigraphis里，先可以繪制拉伸鼓形齒的齒輪毛坯，用平面去切除球，然后利用變截面掃描挖切出齒槽，然后通過陣列，鼓形齒輪。對于內(nèi)齒圈，可以直接在毛坯上“長出”齒然后陣列，形成內(nèi)齒圈，內(nèi)齒可以采用自由曲線拉伸形成。

   在裝配中，不對中定位。在裝配前，在鼓形齒上建立一通過水平軸，與XOY平面成1.5。的平面A,裝配時，讓內(nèi)外齒的水平軸重合，與水平軸垂直的兩平面重合，讓鼓形齒上的平面A與內(nèi)齒的XOY重合。

    從圖上可以看出鼓形齒在運轉(zhuǎn)中有三種狀態(tài)，純擺動，純翻轉(zhuǎn)和復(fù)合運動狀態(tài)(非純翻轉(zhuǎn)和純擺動的狀態(tài))

    顯然，由于是非對中狀態(tài)下，鼓形齒的接觸已經(jīng)不是法向垂直接觸，因此赫茲應(yīng)力與有限元法相差很大，鼓形齒的接觸問題是一個難以直接用赫茲公式求解的小變形幾

何非線性問題。采用有限元方法對其進行三維接觸應(yīng)力計算，可以加加直觀的應(yīng)力分布情況。比較傳統(tǒng)方法計算和有限元方法計算，可以發(fā)現(xiàn)有限元方法可以

好的考慮鼓形齒所受實際的載荷情況，計算結(jié)果也能好反映鼓形齒的實際應(yīng)力分布情況，在工程計算中可以修正傳統(tǒng)近似計算的偏差

    從單齒接觸區(qū)域可以看出，鼓形齒的接觸形狀是不規(guī)則的，大致為橢圓形，從整體全齒來看，接觸區(qū)域為一與偏移角相關(guān)的空間曲線。

    在非對中狀態(tài)下，接觸應(yīng)力出現(xiàn)在純翻轉(zhuǎn)處附近。

    本文利用大型通用分析程序ANSYS，采用面一面接觸單元對鼓形齒嚙合過程中接觸應(yīng)力和變形進行了計算，分析了其受載時接觸應(yīng)力分布情況，結(jié)果表明該型聯(lián)軸器完

滿足工作需要。ANSYS的面一面接觸單元能地分析齒輪接觸應(yīng)力和變形，還可進行動態(tài)和嚙合分析。ANSYS計算過程自動化，在后處理中能、直觀、準(zhǔn)確地觀察到

計算結(jié)果，為齒輪的優(yōu)化設(shè)計和性設(shè)計及CAE提供了良好途徑。