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中厚板軋機是軋鋼生產中的主要設備，其主傳動系統是軋機的重要組成部分，十字軸式萬向聯軸器是主傳動系統中的核心部件，因為其具有傳遞扭矩大、傳遞傾角大和應用范圍廣等特點而被廣泛應用。
但是近年來，在軋鋼生產過程中，十字軸式萬向聯軸器成為最容易失效的關鍵部件之一，其主要的失效形式是叉頭的變形和斷裂、十字軸的斷裂等。例如，某熱軋帶鋼廠的可逆式粗軋機主傳動系統的十字軸式萬向聯軸器中的法蘭叉頭和輥端叉頭發生過破壞，嚴重影響了生產，迫切需要采取某種措施來提高叉頭的強度。當平衡力加載到接軸上時，接軸將發生撓度變形，接軸的軸向距離縮短，進而對聯軸器產生拉力，從而影響聯軸器的受力情況。本文嘗試改變接軸的平衡方式，即平衡力由在接軸一處加載變為兩處加載，通過這種方式減小接軸的撓度變形，進而減小接軸對聯軸器的拉力以達到提高聯軸器強度的目的。
以往人們建立模型時，只對研究對象建立模型，而本文不單單是建立聯軸器的模型，而要建立聯軸器和與它相連的萬向接軸的模型，這樣建立模型是基于以下兩點原因：一是萬向聯軸器在工作時并不是孤立工作的，它是與其他零部件一起配合工作的，萬向聯軸器受接軸的影響最大，為了保持接軸的穩定性，一般有平衡裝置對接軸施加平衡力，平衡系數為1.1～1.6；二是如果只建立聯軸器的模型，對其加載的邊界條件可能不夠具體，或者不能較好的模擬聯軸器實際工作時的工況，為了使萬向聯軸器的邊界條件更加接近實際工況，所以建立萬向聯軸器及接軸的整體模型。在建模時，為了使分析計算簡單化，又不影響計算結果，需要對模型進行適當的簡化處理，其主要簡化如下：聯軸器的叉頭通過螺栓與接軸連接，在建模時將叉頭與接軸看做是一體，將螺栓省略；叉頭上的螺栓孔省略不畫；接軸上的倒角省略不畫。聯軸器是分析的重點，所以聯軸器雖然結構復雜但其倒角也應畫出。接軸一般有0～15°的傾角，本文的接軸有5°工作傾角。用Solidworks軟件便可建立十字軸式萬向聯軸器及接軸的整體模型。
把上述幾何模型導入有限元分析軟件ANSYS Workbench，對其進行前處理操作。
定義材料及其屬性：模型使用的材料為合金鋼，萬向接軸的材料為37SiMn2MoV，彈性模量E=2.1×e11Pa，泊松比μ=0.3，抗拉強度σb≥980MPa，屈服強度σs≥835MPa；萬向聯軸器的材料為42CrMo，抗拉強度σb≥1080MPa，屈服強度σs≥930MPa，彈性模量E=2×e11Pa，泊松比μ=0.28。
定義整體坐標系的x軸沿聯接軸的軸向向右，y軸垂直紙面向外，z軸沿豎直方向向下。對模型整體劃分網格，定義單元尺寸為40mm，網格劃分完成后，查看網格劃分情況。網格單元數為564802，網格節點數為854560，網格質量較好。
右端聯軸器由電動機帶動，左端聯接軸聯接軋輥。所以對右端聯接電動機的叉頭外圓柱面進行軸向、徑向和切向約束，對左端聯接軋輥的叉頭外圓柱面只進行徑向約束。在接軸中部建立一軸套模擬滑動軸承，以方便平衡力的加載。軸套并不轉動，所以對軸套外側圓柱面進行軸向約束和對繞軸的轉動進行約束。
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