基于CATIA和ANSYS的某化工减速器输出轴的设计.pdfVIP

学兔兔 第 3期 (总第 190期) 机 械 工 程 与 自 动 化 No．3 2015年 O6月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MATION Jun． 文章编号 ：1672—6413(2015)03—0072—02 基于CATIA和 ANSYS的某化工减速器输 出轴的设计 雒晓兵 ，许可芳，惠振亮 (兰州交通大学 博文学院，甘肃 兰州 730101) 摘要 ：利用 CATIA软件创建 了某化工减速器输 出轴 的三维模型，采用 CATIA 自带的有 限元分析模块和 ANSYS软件分别对其进行有限元分析，通过计算得到输 出轴 的位移分布 图和应力分布 图。有限元分析结果 表 明，输出轴的强度和刚度都满足要求。 关键词 ：减速器 ；CATIA；ANSYS；输 出轴 ；设计 中图分类号 ：TP391．7：TH132．46 文献标识码 ：A 0 引言 选取轴的材料为 45钢 ，调质处理 ，根据轴 的最小 减速器在原动机和工作机或执行机构之 间起匹配 直径估算公式 可得到输 出轴 的最小直径为 52mm。 转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛 。 输出轴的最小直径段安装联轴器 ，选择 HL4型弹性柱 减速器输 出轴的传统设计方法是 ：首先选择轴的材料 ， 销联轴器 ，联轴器的孔径为 55mm，所以输 出轴 的最 然后初步确定轴的最小直径 ，根据轴上零件 的定位和 小直径取 55mm。再根据轴的定位 以及轴上标准件 固定完成轴的结构设计 ，最后完成轴的强度校核计算 ， 对轴径的要求 ，并考虑轴的安装和加工工艺的情况下 ， 判断危险截面处的强度是否满足要求 ，如果不满足还 确定各段轴的直径和长度 。设计 的输 出轴结构简图如 应通过调整材料或者修改轴 的结构而达到工作要求 ， 图 1所示 。 在强度满足要求的情况下，必要时还要进行轴 的刚度 和临界转速的校核。传统设计方法中轴的设计主要根 ) 司司厂＼●t___一、，Ttl 司 据经验和繁琐 的计算来完成 ，需要耗费大量时间，而且 82 50 64 一 76 l：一 82 一 36． 计算结果也不精确 。利用 CAD／CAE软件 ，建立输出 一 — ． 轴参数化的实体模型，通过计算机可以快速地完成输 图 1 输 出轴结构简 图 出轴的强度和刚度的计算，还可 以进一步完成优化设 2 输 出轴的CATIA有限元分析[2 计 。本文利用 CATIA软件和 ANSYS软件完成减速 2．1 定义材料和划分网格 器输 出轴的设计。 对 已建立的三维模型赋予材料 (输 出轴的材料为 1 输出轴的初步设计和三维模型的创建 45钢)，定义弹性模量、泊松 比和密度等参数 ，然后将 某化工设备的输送装置中以圆锥一圆柱减速器作 输 出轴模型转化到 CATIA分析与模拟模块 ，利用 网 为减速装置 ，初步确定电动机的功率 P一10kW，转速 格划分工具对输 出轴进行 网格划分 ，定义 网格大小为 一1450r／min，传动装置 的总传动 比为 15．5，按照 6mm，选择四面体 网格完成 网格划分 。 工作要求设计该减速装置 。其中低速级圆柱齿轮的设 本文利用 CATI