精品文档---下载后可任意编辑 编制：2014 年 02 月 26 日1、分析目的：系统由主轴、浮动主轴、变径轴、短节组成，在工作时承受回转力矩 40000N*M、以及回拖力 900KN，在动态工况下为拉扭复合载荷，同时还有来自整机的随机振动。因此，需要分析系统在拉扭预定载荷条件下的力学分析和模态分析，讨论系统的变形、应力、应变、安全系数、固有频率等规律，为系统的优化设计提供理论依据。2、分析方法：根据系统的工程图，在 ansys12.0 的 workbench 界面中建立系统的三维模型。同时对主轴、浮动主轴、变径轴、短节单独画分网格，网格总数为 60 万个。约束方式为：浮动轴左端固定，右端施加 900000N 回拖力；主轴轴承位固定约束，同时在花键侧面施加330000N 等效回转力。分别求解系统的力学分析和模态分析。后处理：利用云图显示系统的总变形、总应变、总应力分布、安全系数分布、和固有频率及各阶振型。3、参数设置：主要分析系统在不同材料下的仿真对比（45#、40Cr、20CrMnTi），其中：45#的弹性模量为 216GP，泊松比为 0.28；40Cr 的弹性模量为 206GP，泊松比为 0.3；20CrMnTi 弹性模量为 207GP，泊松比为 0.25。4、具体分析过程如下：（1）、45 号钢分析结果：图 1 变形云图图 2 应变云图图 3 应力云图精品文档---下载后可任意编辑图 4 安全系数云图提示：A、从图 1 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下最大的变形位于短节端部，约为 0.47mm.B、从图 2 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下危险截面位于短节端部和主轴矩形花键部位。C、从图 3 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下危险截面应力约为300MP。D、从图 4 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下，最小的安全系数是1.0，短节端部和主轴矩形花键部在设计时需要重点考虑！（2）、40Cr 分析结果：图 1 变形云图图 2 应变云图图 3 应力云图精品文档---下载后可任意编辑图 4 安全系数云图提示：A、从图 1 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下最大的变形位于短节端部，约为 0.45mm.B、从图 2 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下危险截面位于短节端部和主轴矩形花键部位。C、从图 3 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下危险截面应力约为276MP。D、从图 4 可以看出系统在拉扭复合载荷作用下，最小的安全系数是1.0，短节端部和主轴矩形花键部在设计时需要重点考虑！（3）、20CrMnTi 分析结果：图 1 变形云图图 2 应变云图图 3 应力云图精品文档-...
