基于FEM的夹具过渡套过盈配合精密分析.pdfVIP

F 基于 FEM 的夹具过；废套 ■ 文 ／ 湖南中大创远数控装备有限公司 周鹤群 岳明强 陈敢 张玉莲 摘要 ：央具是机床重要的组成部分，而夹具过 1理论计算和FEM 渡套部分的过盈连接 又是不可或缺的。本文介绍 了 使用三维建模软件Pro／E及其有限元分析模块Pro／ (1)理论计算 MECHANICA对螺旋锥齿轮检查机 YK9560的夹具过渡套 在过盈配合中，Yonmises应力和最大、最小应 部分进行精密分析，通过收敛性分析保证 了计算的精 力的值都取决于接触压力，所以接触压力的计算在过 度，并对不同过盈量的计算结果进行对 比，选择合适 盈配合中起到举足轻重的作用。 的过盈量应用于产品中，提高了产品的性能。 直接计算圆锥过盈配合中的接触压力难度很大， 关键字 ：螺旋锥齿轮检 查机 FEM 过盈配合 所以把圆锥每个截面处的尺寸，代入厚壁组合简的计 拣密分析 算公式来近似计算过盈配合面的接触压力 [1～3]。 鱼 (¨1—一1)¨ 口 ： ： 夹具是机床的重要组成部分，而夹具过渡套的结 构中过盈连接又是不可或缺的。出于功能上的考虑， 最佳设计是过盈锥面只起到定心作用，而载荷传递通 过螺栓结合平面。如果大量的载荷通过过盈锥面传递， = 筹 _2 锥面变形过大，定心的作用不断下降，那么机械性能 也会随之不断下降，所 以设计之初就需要进行精密 = 筹 分析计算。在螺旋锥齿轮检查机YK9560中，通过 使用三维建模软件 Pro／E及其有限元分析模块 Pro／ r1为内圆筒的内径半径 MECHANICA对夹具过渡套在初始设计阶段就进行 r2为外圆筒的外径半径 的精密的分析，保证了夹具的载荷绝大部分通过平面 r为结合半径 传递 · 68·第09期 数控机床市场 ● 。 。 。。 。 。 。 。 。 ●_ _ _ _ _ _ _ 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。。 。 。— — Ea、Ei分别为内外圆筒的弹性模量 3收敛性分析 分别为内外圆筒的柏松比 收敛性的优 良直接影响到有限元计算结果的准确 理论计算只能计算简单的、理论化的模型。在复 性。计算结果收敛性越好，证明计算的结果精度越高。 杂的条件下，如涉及到螺栓连接、摩擦力等因素时， 为了提高计算的精度，首先对计算中的一例进行收敛 就显得力不从心了。所以近来大量的过盈连接计算使 性分析，并应用于随后的优化分析中。由于随后的优 用FEM方法计算。 化分析模型变化非常小，所以模型对收敛性的影响可 以忽略不计。这里选择过盈量为0．14mm 的模型为 (2)Pro／EY~l：]Pro,／MECHANICA 例做收敛分析。 三 维 软 件 Pro／E的 仿 真 分 析 模 块 Pro／ MECHANCIA与其它商业有限元软件相比有着鲜明 的特点。首先它与Pro／E之间为动态无缝连接，几 何模型和物理模型之间进行无误差转换。并且 Pro／ MECHANICA采用P型法进行有限元计算，P型法与 其它有限元软件普遍使用的H型法相比