十字轴万向节建模及有限元分析.docx
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十字轴万向节建模及有限元分析
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,,0）
2）输出直径57,高度87
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2.在已有圆柱体的上下端面，建立直径
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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,列参数，确定，选择’点和轴’，选择
选择所有已经建成的特征，确定，按图示设定阵
X轴，确定，得到如下模型
方法
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5.倒斜角，4x46.倒圆角R25选择交叉的4条边,输出如图参数
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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
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8.对每个孔倒斜角，1x1，得到最后的十字轴模型
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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
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2.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
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3.切除部分实体
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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
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4.切除部分实体
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1）选择‘拉伸’，单击截面中的
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
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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
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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
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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
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3）镜像棱角插入-关联复制-镜像特征，选择建立的棱角特征,芯如图选择镜像平面为YZ平面，单击确4）布尔差，在耳环主体上切除两个棱角
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6.建立法兰孔1）单击‘孔’个孔的中心位置，在中心位置放置一个点，完成草绘。
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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。
20,单击确定。
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2）按照如图设置参数，选择拔模角度为
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8.将已建成的模型进行布尔加运算
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10.建阶梯孔1）单击‘拉伸’命令，在耳环端面,个直径51的圆，完成草绘。
建立草绘平面，进入草绘环境后，在中心处画一2）按照如图设置参数，拉伸值为10,布尔求差。
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3）同样方法在另一个耳环端面建立阶梯孔。
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11.棱处理，倒圆角1）在如图所示的几处位置到R5圆角
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通过以上建模步骤，得出万向节叉的三维模型，显示如下图
1.建立法兰盘，起始点为原点,
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传动轴三维建模
指定矢量为+Z,建模参数如图
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2.建立阶梯轴，直径95长146
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3.建立阶梯轴，直径90长83
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4.建立阶梯轴，直径80长33
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6.倒圆角在图示位置倒圆角
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8.建立阶梯轴（退刀槽）直径60,长5
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9.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
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2）按照图示设置参数，拉伸花键
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10.建立阶梯轴，直径30长42,并倒圆角
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11.建立法兰孔（方法同万向节叉法兰孔）
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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。
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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
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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2）按照如图设置参数，切除拉伸
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16.切出耳环空腔
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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
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2）按照图示参数，切除实体
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17.倒圆角R5,按照图示部位，进行倒圆角
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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
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通过以上建模过程，得到传动轴的三维模型
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1•模型的导入1）模型的导出格式
字轴静力学分析
十字轴在UG中建模完成后，将其导出为格式（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
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版本
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在出现的对话框中，选择保存路径，输入文件名，单击0K。
2）模型导入打开ANSYS_WORKBENC界面，拖入静力学分析模块（staticstructural）
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ShapeOptimisation（Beta）
StdtKStructural
StaticStrudturalCABAQU5>（Beta）
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Steady-StateIherrnal
Steadv-StateThermal{ABAQUS）{Beta）
Thermal（Ssincef）
Thermal-Electric
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Transient5tructural
Tran砸ntaructiral{ABAQUS）〔Eeta）
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◎Modef
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3）右键单击Geometry--lmportGeometry—browse，选择十字轴的X-T模型，单击确定
耐stateStructural
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F5Geometry
Model
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Staticarructural
4）双击Geometry，进入DM界面，单击Generate，生成模型后关闭DM模块
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2•静力学分析1）双击Modal，进入
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Atiyftecenrti
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1AnalystsSettings
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s
FlScope
ScopingMethod
GeonwtrySelection
Geonnetfy曰Definition
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Type
FixedSupport
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完成设置后，右键‘mesh'—generatemesh，自动生成网格，如图
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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。
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，方向垂直于轴线。
（1）单击’staticstructural（A5）',‘supports'—fixedsupport,选择两个圆柱面后，单击‘aplly'，其他保持默认。
'aplly’，按如图设置参数
（2）‘loads'-force选择第三个圆柱面，单击
输入值为，direction为如图所示方向
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