鼓形齒聯軸器接觸力分析

接觸分析是有限元分析中非線性分析的一種。它屬于狀態非線性分析,通過迭代增量非線性方程組進行求解。

當工作扭矩作用時,鼓形齒聯軸器內齒圈與外齒軸套之間靠兩者的接觸傳遞扭矩。如果鼓形齒聯軸器內齒圈與外齒軸套軸線夾角為0. 5°,則

兩者的接觸比較均勻。其法向接觸力大值約為30. 14 kN,接觸摩擦力大值約為0. 642 kN,接觸摩擦力的方向接近垂直于鼓形聯軸器軸線方向。如果作用短時扭矩Mn2 = 800 kN·m,鼓形齒聯軸器內齒圈與外齒軸套之間的大法向接觸力增加到38. 51 kN,大切向接觸摩擦力減小為0. 456 kN,但切向接觸摩擦力的方向接近聯軸器軸線方向。這表明,由于鼓形齒聯軸器內齒圈與外齒軸套之間軸線夾角的存在,隨著工作扭矩的加大,將會產生微量的軸向位移。

鼓形齒聯軸器內齒圈與外齒軸套軸線夾角為1. 0°時,當工作扭矩作用,其法向接觸力大值約為26. 84 kN,接觸摩擦力大值約為0. 637 kN,接觸摩擦力的方向接近垂直于鼓形聯軸器軸線方

向。當短時扭矩Mn2 = 800 kN ·m作用時,鼓形齒聯軸器內齒圈與外齒軸套之間的大法向接觸力減小為36. 22 kN,而大切向接觸摩擦力增加到1. 194 kN,切向接觸摩擦力的方向接近聯軸器軸線方向。繼續增大鼓形齒聯軸器內齒圈與外齒軸套軸線夾角,當工作扭矩Mn1 = 470 kN ·m作用時,鼓形齒聯軸器其法向接觸力大值約為22. 80 kN,接觸摩擦力大值約為0. 633 kN,接觸摩擦力的方向接近垂直于鼓形聯軸器軸線方向。與前述兩軸線夾角為0. 5°、1. 0°的計算結果比較可知,工作扭矩Mn1 = 470 kN·m作用下,隨著兩軸線夾角的增大,鼓形齒聯軸器法向接觸力逐漸減小,而接觸摩擦力大值變化不大。