十字轴三维建模1.建立直径57高87的圆柱1)单击圆柱命令,指定矢量(+Z),和起始点(0,-43.5,0)2)输出直径57,高度872. 在已有圆柱体的上下端面,建立直径51,高9圆柱体3.在上述阶梯轴的上下端面,建立直径45高30的圆柱体,得到如下模型4.插入-关联复制-实例特征-圆形阵列,选择所有已经建成的特征,确定,按图示设定阵列参数,确定,选择‘点和轴’,选择X轴,确定,得到如下模型 5.倒斜角,4x4 6.倒圆角R25选择交叉的4条边,输出如图参数7.单击“孔命令,选择任意两个不平行端面圆的圆心,按图示设定参数后,确定8.对每个孔倒斜角,1x1,得到最后的十字轴模型万向节叉三维建模1.建立地面圆柱体直径165高20指定点为坐标原点,指定矢量为+Z2.拉伸耳环主体1)选择‘拉伸’,单击截面中的‘绘制曲线’,选择现有平面的YZ平面,进入草绘环境按照二维图纸绘制拉伸截面,绘制完成后,单击“完成草图”退出草图界面2)按如下设置参数后,单击‘确定’,完成耳环主体的拉伸,如图3.切除部分实体1)选择‘拉伸’,单击截面中的‘绘制曲线’,选择现有平面的XZ平面,进入草绘环境按照二维图纸绘制拉伸截面,绘制完成后,单击“完成草图”退出草图界面2)按如下设置参数(注:布尔运算,选择‘求差’),单击‘确定’,完成耳环主体的拉伸,如图4. 切除部分实体1)选择‘拉伸’,单击截面中的‘绘制曲线’,选择现有平面的XZ平面,进入草绘环境。
按照二维图纸绘制拉伸截面,绘制完成后,单击“完成草图”退出草图界面2)按如下设置参数(注:布尔运算,选择‘求差’),单击‘确定’,完成耳环主体的拉伸,如图 5.切除棱角1)选择‘拉伸’,单击截面中的‘绘制曲线’,选择现有平面的耳环端面,进入草绘环境按照二维图纸绘制拉伸截面,绘制完成后,单击“完成草图”退出草图界面2)按如下设置参数(注:布尔运算,选择‘无’),单击‘确定’,完成棱角主体的拉伸,如图3)镜像棱角插入-关联复制-镜像特征,选择建立的棱角特征,选择镜像平面为YZ平面,单击确定,如图4)布尔差,在耳环主体上切除两个棱角单击‘求差’命令,目标体为耳环主体,到具体为两个棱角体,单击确定 6.建立法兰孔1)单击‘孔’命令,‘位置’-单击‘绘制截面’进入草绘环境,按二位图纸绘制八个孔的中心位置,在中心位置放置一个点,完成草绘2)按照如图设置参数后,单击确定7.建立连接体1)单击‘拉伸’命令,选择,圆柱上表面,进入草绘环境,在中心位置绘制一个直径为105的圆,完成草绘2)按照如图设置参数,选择拔模角度为20,单击确定8.将已建成的模型进行布尔加运算9.生成底部空腔单击‘球’命令,指定点为整体坐标原点,直径为90,布尔为‘求差’,单击确定10.建阶梯孔1)单击‘拉伸’命令,在耳环端面,建立草绘平面,进入草绘环境后,在中心处画一个直径51的圆,完成草绘。
2)按照如图设置参数,拉伸值为10,布尔求差3)同样方法在另一个耳环端面建立阶梯孔效果如下11.棱处理,倒圆角1)在如图所示的几处位置到R5圆角2)在如图所示的几处位置到R2圆角通过以上建模步骤,得出万向节叉的三维模型,显示如下图传动轴三维建模1. 建立法兰盘,起始点为原点,指定矢量为+Z,建模参数如图2.建立阶梯轴,直径95长1463. 建立阶梯轴,直径90长83 4. 建立阶梯轴,直径80长33 5.倒圆角R10在图示位置R10倒圆角6. 倒圆角R1.5在图示位置R1.5倒圆角7. 倒斜角2X2在图示位置倒2X2斜角8.建立阶梯轴(退刀槽)直径60,长59.建立花键1)单击‘拉伸’,以小圆柱端面为草绘平面,进入草绘环境,根据二维草图,绘制花键截面,完成草图,如图2)按照图示设置参数,拉伸花键3)对花键齿倒2x2斜角10. 建立阶梯轴,直径30长42,并倒圆角R1.511.建立法兰孔(方法同万向节叉法兰孔)12.在YZ平面内绘制回转草图单击‘草图’命令,选择YZ平面,进入草绘环境,根据二维草图进行绘制13.单击‘回转’命令,选择草绘的曲线,选择指定矢量为Z轴,指定点为坐标原点,单击确定。
14.拉伸耳环实体1)单击拉伸,选择XZ平面,进入草绘环境,按照二维图纸进行草绘,完成草图2)按照如图设置,进行拉伸,得到耳环实体15.切除凸台1)单击拉伸,选择圆台表面为草绘平面,进入草绘环境,绘制曲线,如图,完成草绘2)按照如图设置参数,切除拉伸16.切出耳环空腔1)单击‘拉伸’,以一侧面为平面,参照图纸,进行草绘,曲线如图,完成草绘2)按照图示参数,切除实体17.倒圆角R5,按照图示部位,进行倒圆角18.建立通孔选择指定点为圆的圆心,以图示数据,进行孔的切除19.倒角1x1通过以上建模过程,得到传动轴的三维模型十字轴静力学分析1.模型的导入1)模型的导出格式十字轴在UG中建模完成后,将其导出为parasolid_.x_t格式(导出文件名和路径为英文)文件-导出-parasolid,出现‘导出parasolid对话框后,框选整个实体,单击确定在出现的对话框中,选择保存路径,输入文件名,单击OK2)模型导入打开ANSYS_WORKBENCH界面,拖入静力学分析模块(static structural) 3)右键单击Geometry--Import Geometry—browse,选择十字轴的X-T模型,单击确定4)双击Geometry,进入DM界面,单击Generate,生成模型后关闭DM模块2.静力学分析1)双击Modal,进入2)网格划分单击流程树中的‘mesh’,在下方出对话框。
设置如下参数,其他默认(1)relevance 58 (2)relevance center medium完成设置后,右键‘mesh’—generate mesh ,自动生成网格,如图3)施加载荷及边界条件根据十字轴的工作状态,知作用于十字轴轴颈中点的力为58110.24N分析过程中,将一对轴颈外圆周面施加固定约束,另一对轴颈外圆周面施加两个等大反向的集中力,大小为58110.24N,方向垂直于轴线1)单击‘static structural(A5)’, ‘supports’—fixed support,选择两个圆柱面后,单击‘aplly’,其他保持默认2)‘loads’—‘force’,选择第三个圆柱面,单击‘aplly’,按如图设置参数输入值为58110.24N,direction为如图所示方向(3)同样方法设置另一个力 (4)通过上述设置,得到分析的载荷环境3)静力学求解(1)单击‘solution(A6)’,在工具栏中选择‘stress’—equivalent stress’(等效应力)、‘maxinum principal’(最大正应力)和maxinum shear(最大剪应力)(2)右键‘solution(A6)’,单击‘solve’进行求解求解成功后,单击equivalent stress查看等效应力云图,如图。
可以看出最大的等效应力为176.24Mpa单击maxinum principal’查看最大正应力云图,如图可以看出最大的正应力为237.48Mpa(看做弯曲应力参考值)单击maxinum shear’查看最大切应力云图,如图可以看出最大的切应力为90.622Mpa(看做弯曲应力参考值)结论:通过以上的静力学分析,在已有的力学环境下,十字轴的应力值均在需用应力范围内,即满足使用要求万向节叉静力学分析1.模型导入与上节相同2.网格划分3.施加载荷及边界条件1)固定约束两个孔的内表面2)由于万向轴叉受扭,扭矩为1025N.M,所以在法兰盘外圆面施加力矩单击‘loads’—moment,选择法兰盘外圆面,输入力矩大小1025000N.mm,其他默认,如图3.求解在求解树里,一次插入,最大正应力、最大切应力、等效应力,进行求解1)查看最大正应力,最大为39.403Mpa2)查看最大切应力,最大为20.895Mpa3)查看等效应力,最大为39.155Mpa传动轴静力学分析 1.模型导入与上节相同2.网格划分3.施加载荷及边界条件1)固定约束两个孔的内表面2)由于传动轴轴叉受扭,扭矩为1025N.M,所以在花键小径施加力矩。
单击‘loads’—moment,选择花键小径表面,输入力矩大小1025000N.mm,其他默认,如图3.求解在求解树里,一次插入,最大正应力、最大切应力、等效应力,进行求解1)查看最大正应力,最大为37.465Mpa2)查看最大切应力,最大为36.841Mpa3)查看等效应力,最大为63.811Mpa。