内摆线应用型面联接研究

【摘要】作为机械传动中的联接方式，型面联接相对于传统的键联接相比，具有联接强度高，没有应力集中，可以传递大扭矩且效率高的同时也可以承受冲击载荷，并且对于一些大型机械装备来讲其拆装方便及维修便利。常见的型面联接有包络等距三边型面联接，三段弧型面联接等多种形式，其截面曲线都是包含有参数方程的曲线。本文从内摆线原理出发，分析R/r为不同值时（R为定圆半径，r为动圆半径），内摆线以及内次摆线的运动轨迹所形成的曲线。通过对摆线参数方程推导计算，得出在R/r为不同值时，其内摆线和内次摆线的运动轨迹，从中找出摆线运动轨迹规律，通过图谱分析以及作为型面联接的基本要求判定，选取R/r=3，n为不同值的内次摆线进行数学证明，得出在R/r=3，0<n<0.27条件下的内次摆线为光滑、无奇异点，凸的封闭曲线。对所选的内次摆线所围成平面图性进行几何计算。推导出e=2nr，D=4r，（e为偏心率，D为摆线型面轴的公称直径）。本文以所选取的摆线曲线为截面建立摆线型面轴，根据材料力学及弹性力学相关知识，对摆线型面轴的拉伸、扭转，弯曲变形情况逐一进行计算分析，并且推导摆线型面联接的接触压力的计算公式。本文首先对接触问题的发展及相关计算方法进行简单的阐述。其次应用ANSYS分析摆线型面轴单独扭转时剪应力的大小及分布，有限元分析与理论推导结果基本一致。最后对摆线型面联接的接触特性进行有限元静力学仿真，分析摆线型面轴毂在不同扭矩、摩擦系数、偏心率、轮毂壁厚的情况下的接触应力的大小及分布规律。得出摆线型面联接的接触应力大小受偏心率的影响，而e=2nr，由于r为一定值，根据内次摆线的参数方程，通过调整n的大小来调整摆线形状来改变摆线型面联接的接触应力大小及分布。
【作者】卜睿；
【导师】戴俊平；
【作者基本信息】陕西理工学院，机械设计及理论，2013，硕士
【关键词】内摆线；摩擦系数；型面联接；ANSYS；接触应力；

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