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液體黏性傳動(dòng)裝置是集機(jī)電液一體化技術(shù)的可控軟起動(dòng)裝置，是基于牛頓內(nèi)摩擦定律，利用液體的黏性即油膜剪切力來(lái)傳遞扭矩的液體黏性傳動(dòng)離合器液體黏性調(diào)速離合器是低速重載設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的理想裝置，近年來(lái)在物料輸送。鍋爐給水泵等設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，取得顯著的節(jié)能效果。被動(dòng)軸作為的關(guān)鍵部件之一，與傳統(tǒng)的常規(guī)軸類零件相比，結(jié)構(gòu)、受力均比較復(fù)雜，因此對(duì)其進(jìn)行正確全面的受力有限元分析，是保證其零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的技術(shù)關(guān)鍵。
被動(dòng)軸除了正常傳遞轉(zhuǎn)矩之外，還由于其上開(kāi)設(shè)了多處徑向。軸向的油孔和鍵槽，以便于潤(rùn)滑油的輸送和液壓油的加載，因此結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出一定程度的復(fù)雜性，圖所示為被動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
施加邊界條件是有限元分析的重要環(huán)節(jié)，約束條件的準(zhǔn)確度直接影響到有限元分析結(jié)果可靠性。確定邊界條件的遵循原則是：施加足夠的位置約束，消除有限元模型的剛體位移，確定邊界條件應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單直觀，以減少計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量和計(jì)算時(shí)間，建立的邊界條件必須符合實(shí)際。
1) 施加位移約束。本研究對(duì)被動(dòng)軸采用靜力分析，認(rèn)為軸瞬間固定不動(dòng)，由于是雙軸承約束，在軸承處施加全約束。扭矩轉(zhuǎn)化的集中力施加在選定的節(jié)點(diǎn)上。
2) 施加載荷約束。由圖所示的力學(xué)模型可以看出，被動(dòng)軸F點(diǎn)承受集中載荷P，左端軸承部還受到集中載荷P和轉(zhuǎn)矩K的共同作用。
本研究在對(duì)被動(dòng)軸進(jìn)行傳統(tǒng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用軟件對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行有限元分析，獲得如下結(jié)論：
1) 被動(dòng)軸最大節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和最大節(jié)點(diǎn)位移均集中在鍵槽處，基本滿足零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，不會(huì)因剪切造成疲勞破壞；變形量很小，同樣對(duì)零件的工作性能造不成太大影響，因此被動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是合理安全的。
2) 軸的徑向油孔周邊密封槽處有部分應(yīng)力集中，其應(yīng)力和應(yīng)變可能導(dǎo)致密封溝槽出現(xiàn)間隙，對(duì)密封性產(chǎn)生一定程度的影響，在實(shí)際的生產(chǎn)加工過(guò)程中，可以對(duì)該區(qū)域進(jìn)行特殊的熱處理，以改善被動(dòng)軸性能。
3)分析與傳統(tǒng)的力學(xué)分析相比，對(duì)于薄弱。重要截面的分析，具有可靠性高。速度快，微觀特征效果顯著的優(yōu)勢(shì)。
本研究的分析研究方法為同類零件的設(shè)計(jì)及其工藝安排提供了借鑒。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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