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滑塊式萬向接軸廣泛應用于大扭矩及較大傾角的軋鋼機主傳動中，它的破壞將直接引起軋機的停產，因此，有必要對萬向接軸進行準確的強度分析。前蘇聯學者曼葉洛維奇最先對滑塊式萬向接軸進行了系統的分析研究并結合試驗導出基于材料力學的計算方法，由于其截面形狀以及接觸壓力的復雜性，在研究中作了許多假設及簡化，其計算結果與實際情況會相差較大。
90年代以來，隨著計算力學與計算機技術的進步，采用有限元方法進行萬向接軸強度分析，并取得許多成果。文獻認為在同樣的條件下有限元分析結果與前者相比差別較大但更為精確。必須指出，對萬向接軸進行強度分析不管是基于材料力學還是有限元法大都是以零件作為分析對象的，同時在接觸面上按照假設的如三角形壓力分布進行加載。對叉頭、扁頭分別建模和進行應力分析，由于滑塊與叉頭、扁頭的接觸問題是一種高度非線性行為，按照三角形壓力分布的假設加載或是在叉、扁頭受力位置加彈性邊界元都難以準確反映零部件的實際受力情況，由于實際接觸狀態與假設不一致導致計算結果與實際有一定的差距。因此，探討更為精確的建模及分析方法對萬向接軸進行準確的應力分析就顯得更為重要。
本研究采用ANSYS有限元軟件對萬向接軸進行整體建模與分析，利用其內嵌的APDL語言進行參數化設計，對于不同工況如幾何形狀、尺寸、載荷、傾角均以參數形式輸入。對其中的叉頭一滑塊一扁頭之問的接觸區進行特別處理，并采用在接軸上施加扭矩的加載方法對滑塊式萬向接軸在不同參數卜進行整體的有限元應力分析。由于整個分析假設條件少，與實際更為吻合，計算結果準確度高，可作為工程上對現有的萬向接軸設計、強度分析及結構優化的依據。
采用自底向上的建模方式對萬向接軸組成零件：扁頭、叉頭、銅滑塊及小方軸進行了整體建模，由于萬向接軸形狀比較復雜，為避免有限元分析的復雜化，對萬向接軸的一些局部如油孔)進行了簡化。對萬向接軸的叉頭一滑塊-扁頭之問采用面對面接觸處理，這就與實際情況較為相符。考慮到實際工況中扁頭與叉頭可能存在有傾角，在建模時必須采用不同的座標系，兩個座標系之問沿小方軸的軸向(y軸)轉動a角。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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