佛山路灯车    ＪＣ５－３路灯车传动部件的有限元分析

      佛山路灯车  ＪＣ５－３路灯车传动部件的有限元分析,  佛山路灯车公司, 佛山路灯车, 佛山路灯车多少钱  传动系统是路灯车的核心。滚筒轴和滚筒体是传动系统的主要零件，他们在工作中承受多种复杂载荷，对他们的强度和刚度进行分析非常必要。路灯车链传动具有波动性，并伴随有冲击载荷，在Ｉ档时所受载荷情况最为恶劣。传统的有限元分析主要采用静力学分析方法，采用该方法设计的路灯车结构尺寸偏大，而可靠性并没有明显提高。采用显式动力学的分析方法，对滚筒轴和滚筒体在Ｉ档时的受力情况进行分析。

      Ａｂａｑｕｓ是世界上最先进的大型通用有限元分析软件之一，它可分析复杂的工程力学问题，模拟庞大的模型，解决非线性问题。Ａｂａｑｕｓ不但可完成单一零件的力学和多物理场的分析，还可Ｗ完成系统级的研究，包括复合材料、钢筋混凝±、髙分子材料等。出了能解决结构问题，还可模拟其他工程领域，如声学分析、热传导、压电介质分析等。由于Ａｂａｑｕｓ强大的分析能为和模拟复杂系统的可靠性，使得它在各国的工业领域都有广泛的运用。对比其他有限元软件，Ａｂａｑｕｓ致为于解决非线性问题。在这一方面，它得到了许多学者的认可。在路灯车运动过程中，受到冲击载荷的作用，其轴和轴承之间的接触为碰撞接触。常规的路灯车有限元分析不考虑冲击、接触的作用，仿真精度很难保证，而采用Ａｂａｑｕｓ中也差分显式积分法可以很好的解决该问题。

      滚筒轴有限元分析ＪＣ５０Ｌ３路灯车的主要技术参数。 路灯车的Ｈ根传动轴选用材料：３５ＣｒＭｏ，调质热处理２２６９ＨＢ，＞６８５ＭＰａ，＞４９０ＭＰａ。材料属性弹性模量Ｅ２１０ＧＰａ，泊松比＝０．３。有限元滚筒轴建模各个截面的尺寸与图纸尺寸一致，轴承的型号为２２２４０，尺寸根据国家标准。

     边界条件约束在Ａｂａｑｕｓ中选择显式动力学模块，定义轴与轴承的接触为光滑自接触；轴承为刚体，所有方向都固定约束。由于采用调屯、轴承，滚筒轴轴向固定，其他方向都不约束，几个转动自由度也不约束。

     载荷工况分析, 滚筒轴调如滚子轴承２２２４０通过轴承座装配在路灯车架上，考虑到各零件对轴传递载荷的特点，可将载荷分为三种；１、各零件本身的重量，该载荷恒定；２、链条、开槽滚筒、钢丝绳对轴的拉力和扭矩；３、滚筒轴的支座反力。１－化速离合器、圆盘、摩擦轮和轮毅重力,  ２－低速链轮和链轮体重力   ３－左轴承支持力  ４－刹车盘和滚筒体重力  ５－右轴承支持力  ６－高速链轮重力   ７－高速离合器、圆盘、摩擦轮和轮毅重力   ８－钢丝绳拉力  ９－中间轴拉力  １０－滚筒轴扭转力矩. 

      １、療筒轴扭矩：滚筒轴受到最大扭矩。２、滚筒轴输入力；滚筒轴受到中间轴链条上的拉力。３、滚筒轴理论转速：滚筒轴转速＝９．５５  经过计算，得到各轴的主要参数。滚筒轴受快绳拉力，链条反作用力和自重的综合作用，运行时伴有振动和冲击。本文主要研究最恶劣的工况，即作用在滚筒轴低速离合器端的快绳拉力。轴上如滚筒体、气胎离合器等零件的自重并不能忽视，需要考虑在内。滚筒轴上受到两种载荷作用，其一是轴上零件的自重、最大快绳拉力和轴承反力引起的弯矩；其二是最大快绳拉力作用在轴上形成的扭矩。滚简轴上的载荷约束条件。 

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      经过计算机的计算，滚简轴受载时的应力云图和位移云图：滚筒轴的最大应力部位在与轴承相接处，最大Ｍｉｓｅｓ应力为２５６．５ＭＰａ；路灯车轴的最大扭转切应力部位在位于滚筒轴左侧轴承至链轮处，最大扭转切应力为１０９．８ＭP；路灯车轴的最大位移部位在轴的最左端，最大位移为１．３ｍｍ。滚筒轴其材料的屈服极限为，＝４９０MP，根据上面有限元分析的结果，可得到滚筒轴的安全系数为；１．９１．ｎａｘ２５６．５根据ＡＰＩ的安全系数的要求，轴类零件的安全系数应大于１．５１，所以滚筒轴的安全系数要大于ＡＰＩ许用安全系数，滚筒轴的强度满足ＡＰＩ的要求，能够正常运行。路灯车轴不仅受到链轮拉力的作用，还受到扭距的作用。 轴在扭转变形时产生切应力，因此要对各轴的扭转切应力校核。滚筒轴其材料的剪切屈服极限Ｔ＝０．５８ｘｃｒ，＝２８４．２ＭＰａ，根据上面有限元分析的结果，可得到滚筒轴的抗剪安全系数，根据ＡＰＩ的标准，滚筒轴的许用抗剪安全系数：Ａ滚简轴剪切强度符合安全标准。路灯车轴的最大位移为１．３ｍｍ，位于输入轴最左端，因此需要校核该轴的轴承点倾角和输入链轮处的绕度。 输入轴和轴承接触处的节点位移量，圈中为了方便观察将轴的形变放大。随路径的位移变化, 输入轴形变滚筒轴轴承处节点位移变化由可知，ｔａｎ０＝〇．１４／１２０＝１．１７Ｘ１０－３，则轴承处转角０＝０．０６７＜１．５。，符合ＡＰＩ标准要求。该部位的变形对路灯车的正常运行不会产生影响。根据滚筒轴的校核方法，校核其他两根轴.

      滚筒体有限元分析,  模型建立路灯车滚筒体的材料为ＺＧ３５ＣｒＭｏ，弹性模量￡＝２１０ＧＰａ，泊松比；ｕ＝０．３。有限元滚筒建模各个截面的尺寸与图纸尺寸一致，有限元分析时将模型简化，把上面绳槽去除。滚筒体有限元模型. 滚筒体和滚筒轴之间为过盈配合，而滚筒体轴向并不受到力的作用，所以可认为滚筒体轮穀处的六个自由度均被约束。

     滚筒体的边界条件,   载荷工况分析开槽滚筒是路灯车中较重的部件，选用的材料为ＺＧ３５ＣｒＭｏ，正火热处理。在路灯车运行的过程中，有快绳拉力Ｐ对滚筒壁产生的弯矩Ｍｇ、扭矩Ｍｗ及缠绕在滚筒上的钢绳对筒壁的外压力。前两种载荷产生的应力小，可忽略不计。最大快绳拉力，为３４；多层缠绕经验系数，由文献可知，缠绳层数６４，取７１＝２；旨－滚筒体槽底直径，为６８５ｍｍ；Ｓ－分离的半圆环宽度，钢丝绳公称直径恤。由相关参数可计算得出外压力＝５３．６６ＭＰａ。路灯车在提载极限时，滚筒受到的力为最大快绳拉力，产生在滚筒周围的外压力巧为主要作用力。在极端情况下，滚筒不仅受到钻柱的拉力，还受到盘刹的最大制动力矩＝２５６．１９ｋＮ，ｍ的冲击作用，计算时要考虑两者的综合作用。在滚筒体周围施加外压力；通过Ａｂａｑｕｓ软件中点面禪合的方法施加最大制动力矩。

    滚筒体受载时的应为云图和位移云图。仿真结果显示：滚筒体的最大应力部位发生在滚筒体两端的加强筋基部，最大Ｍｉｓｅｓ应力为３５６．２ＭＰａ；滚筒体的最大扭转切应力为２ＭＰａ；滚筒体的最大扭转角度为１４５２ｒａｄ。滚筒其材料的屈服极限＝３７０MP，根据上面有限元分析的结果，得到滚筒体的安全系数.  在特定情况下療筒体的安全系数应大于１，所Ｗ滚筒轴的强度满足路灯车正常运行的需要。由于盘刹的最大制动力矩的作用，应当校核滚筒体的最大切应力，其最大扭转切应为Ｔｍ３＝２．７５Ｍｐａ，剪切屈服极限ｒ＝０．５８ｘｃｒ，＝２１４．６ＭＰａ，可以得到滚筒体的抗扭安全系数：滚简体的最大扭转切应力远小于剪切屈服强度，证明了由扭矩作用在滚筒体上的载荷很小。滚筒体的最大扭转角度为０．００００１４５２ｒａｄ，滚筒的允许扭转偏角〇．〇〇ｌｒａｄ，所以扭转变形在允许范围内。

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