前言：軸是組成機(jī)器的主要零件之一，一切作回轉(zhuǎn)動運(yùn)的傳動零件（例如齒輪，蝸輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動及動力的傳遞。因此軸的主要功能是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力，傳動軸是三類軸零件中的一種，它只承受扭矩而不承受彎矩（或彎矩很小）。

    傳動軸在初步設(shè)計后，必須要經(jīng)過復(fù)雜的的數(shù)學(xué)驗(yàn)證，這樣的計算在對于軸的材料選擇有好幾種時顯得更是繁瑣。如今利用Solidworks中的Simulation有限元分析軟件對其首先進(jìn)行靜力學(xué)分析，在傳動軸滿足應(yīng)力分析后再對其進(jìn)行疲勞壽命分析。這里只對傳動軸進(jìn)行靜應(yīng)力分析。

分析前數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
   
    1.已知電動機(jī)功率P=10KW，轉(zhuǎn)速，分析的傳動軸為第減速器上的第三根軸。

    若取每級齒輪傳動的效率，則
   

于是

安裝在傳動軸上齒輪受力計算

               
    當(dāng)計算這些數(shù)據(jù)后，可根據(jù)這些數(shù)據(jù)初步設(shè)計出軸的基本尺寸，傳動軸如下圖1所示：

圖1.傳動軸

傳動軸靜力分析
   
    1．首先建立一個靜態(tài)算例，對實(shí)體添加材料屬性，添加材料為45號鋼。其力學(xué)性能如下圖所示：

     2．正確使用夾具約束傳動軸，分析中給傳動軸添加軸承支撐并添加高級夾具，使其軸向不平移。根據(jù)前面計算得出的力，結(jié)合實(shí)際情況給傳動軸施加載荷。其結(jié)果如下圖所示：

    劃分好網(wǎng)格后，運(yùn)行靜態(tài)算例，得出如下圖結(jié)果。如圖所示，在加載應(yīng)力后傳動軸的最大應(yīng)力為86MPa，應(yīng)力值低于材料的屈服強(qiáng)度105MPa.其最大位移為0.09mm,滿足實(shí)際要求。

    小結(jié)：經(jīng)過分析，在實(shí)際應(yīng)力加載下，傳動軸完全滿足應(yīng)力強(qiáng)度，傳動軸的靜態(tài)分析為后續(xù)軸的疲勞分析提供必要的準(zhǔn)備，下一篇將詳細(xì)分析傳動軸在滿足靜態(tài)分析的條件下的疲勞分析。

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