一 引言

　　由于公司最近要求我們礦山室開發(fā)國產(chǎn)395B大型電鏟，介于我們并沒有完整的395B電鏟的資料，設(shè)計工作只能一步一步向前摸索，但讓人感到欣慰的是公司原老一輩設(shè)計工作者在引進(jìn)加改造的路上成功開發(fā)了195B系列的電鏟,目前,195B電鏟在全國各地的礦區(qū)都有應(yīng)用.如:鞍鋼鐵礦,準(zhǔn)格爾煤礦,攀枝花鐵礦等等。

　　通過相關(guān)資料，我們得知，電鏟395B，195B在提升機構(gòu)中的一軸結(jié)構(gòu)是相似的,區(qū)別主要在于傳遞的功率大小不一致,所以,筆者在本篇文章中將花鍵受力理論計算結(jié)果與solidworks分析結(jié)果做一個比較,掌握并證明simulation的實際應(yīng)用能力各花鍵有限元分析的正確方法。為后續(xù)的花鍵軸設(shè)計打下基礎(chǔ)。

　　二 花鍵的選型與計算

　　由于此計算只為后續(xù)設(shè)計做理論依據(jù)，所以在選擇花鍵尺寸上不做過多的說明。

　　根據(jù)機械設(shè)計手冊，選擇矩形花鍵聯(lián)接，花鍵代號為： ,假設(shè)計電動機的功率為P=7KW，轉(zhuǎn)速n=200r/min,得出軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 花鍵傳遞轉(zhuǎn)矩 時，產(chǎn)生的失效主要是工作面被壓潰和工作面過度磨損，因此，通常按工作面上所受的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強度分析。

　　花鍵工作面強度計算工式為： ，其中T=334Nm,Z=6(花鍵的齒數(shù))，h=3.7(花健齒側(cè)面的工作高度)L=80(花鍵工作面長度)，dm=60.5(花鍵的平均直徑)通過計算，求得在此力作用下,花鍵產(chǎn)生的最大擠壓應(yīng)力為7.77MPa.

　　三 在solidworks中花鍵的受力分析

　　首先根據(jù)本文第二節(jié)中所選的花鍵尺寸繪制出花鍵的三維圖形如下,

　　由于花鍵工作時受力的為整個工作面,理論計算中是將力加載于平均直徑dm上，而在solidworks中，我們根據(jù)實際工況，將力均勻的加載于整個工作面上，更符合實際。

　　下面在solidworks中建立一個靜態(tài)算例，添加材料為45號鋼，花鍵軸內(nèi)孔添加約束為固定約束。選取一工作面做為受力面，加載的力F=2T/Zdm=1840N.其有限元模型如下圖所示：

　　如圖所示，在1840力的作用下，simulation中分析得出的最大壓應(yīng)力為7.87MPa,理論計算的數(shù)據(jù)為7.77MPa,兩者這間相差(7.8-7.7)/7.87x100%=1.3%,所以,在對花鍵應(yīng)用有限元分析時,這種方法是切實可行的,為以后花鍵的分析墊定基礎(chǔ)。

　　四 總結(jié)

　　Solidwroks中自帶的simulation分析模塊是一種相當(dāng)不錯的有限元分析軟件，但我們作為使用者，要將它與實際情況結(jié)合，正確的定義力與約束，才能得到正確的數(shù)據(jù)，真正提要設(shè)計效率。