三叉杆滑移式万向联轴器谐响应分析

　　1丁谐响丛分析，得出该构件的动力特性及动力响应，为叉杆滑移式万向联轴器的结构设计及进的系统动力分析提供了理论依据。

　　叉杆滑移式万向联轴器是近年发展起来的种新型传动联轴器，它具有结构简单，传动平稳，在输入输出两轴轴线成较大的夹角时，输出轴角速度与输入轴角速度具有相同的优点。

　　谐响应分析可以用来确定线性结构在承受随时间按正弦规作变化的载荷时的稳态响应，计兑出结构在儿种频率下的响应得到响应位位，马频率的关系曲线，使设计人员能预测结构的持续动力特性固有频率和相应的模态与振型，从而能够验证其设计能否成功地克服共振疲劳及其它受迫振动引起的有害效果。本文通过对叉杆滑移式万向联轴器的关键构件叉杆进行有预应力谐响应分析预应乃影响到结构的刚度，使代固有频率跟静止时相比有定的变化，这样处理更接近实际情况，得出其在多种周期性的激励下的振动幅值响应，对于预测现有叉杆结构在工作转速下是否发生共振提供了理论依据，因此具有实际应用价值。

　　1叉杆滑移式万向联轴器简介叉杆滑移式万向联轴器由叉杆滑动杆套关节轴承和滑动杆组成，滑动杆套上有个均勾分布的孔滑道，与安装在叉杆轴颈上的滑动杆相配合，滑动杆内固连同=叉杆轴颈间隙配合的关节轴承。当叉杆摆动时，滑动杆方面沿滑动杆套的中心线移动，另方面沿叉杆轴颈移动，从而实现运动过程中的角度补偿。其工作原理见仿真组成的零部件见2.

　　收稿日期⑴基金项目国家自然科学基金项目59875以1关节轴承叉杆滑动籽葚动林回转机械的转子无论静平衡做得如何好，仍会有不平衡惯性力存在，激发机械系统产生振动。

　　叉杆滑移式力向联轴器输入轴以等角速传动时。输出轴的转速和承受的扣必作微小的周期性变化。系统在这种则1朴。的激励下振动说，是不希望有强烈振动发卞的，闪为振动会造成结构的共振或结构疲劳而使纟本幻故对其进行了动力特性和动力响应分析。

　　2预应力谐响应分析2.1分析的前期处理影响，产生应力，影响到结构的刚度，使其固有频率跟静止时相比有定的变化。为此在进行模态分析时需要考虑预应力的影响。

　　2.1.1预应力分析纽立实体模型并划分网格1.

　　在有限元分析过程中，长度力质量应力和角速度的艰位分别采用3.

　　材料参数材料为钢，弹性模量心2=叉杆的实体纽梭过程采用山的直接建模方式，由上向下法是直接建立较高单元对象，其对应较低对象就会同时产生。由于叉杆的形状具有典型的周期对称性，故可以利用人55分析中的周期对称功能，从而在建立实体模型时，只需建立个周期的扇区。4是在避35中利用直接建模和布尔运算建立的叉杆实体模型，其中，对些局部的结构进行了简化。

　　叉杆吧兀采用维实体笮兀。这里选是节点六血体块单兀。这种单兀支持周期对称分析让不用设记实常数。

　　利用3软件中的，格工具进行网格划预应力谐响应分析是在预应力模态分析中提，的模态基础进于的。而预应力模态分析足在分，网格密度选择为2，可以保证足够的分析精度。用扫掠网格对叉杆划分网格后的有限元模型进行静力分析获得预应力的基础上进行的，故分见5.

　　析过，按阁3进行。分析采183软件，根据实际工作情况，在5左端面施加0位移的轴向，约束，左端柱面上两排节点施加周向和径向，位移的处约束。在右端完整圆柱的最外侧上施加横向集玉力200从圆柱而上端数第345个节点上，在整个物体上施加件和载荷的施加。

　　2.1.2预应力模态分析1模态分析是用于确定设计中结构的振动特性或机械的振动特性即固有频率和振型。模态分析中仅需考虑施加，位移的，厂约束，其余边界条件和载荷均会被忽略，但预应力可以保留而作为分析的基础。

　　分析中选用分块1索斯法以加。止，并提取前5阶模态。完成分析后叉杆的第1阶振首先进行了结构静力分析，获得在模态分析所需要的结构预应力。完成静力分析后的应力分布云阁6进行周期扩展后的实际物体应力分布云7.产生应力的最人值为型见8，叉杆的第2阶振型见9，提取的义杆前5阶模态见友1.作1阶2阶频率和振型相同，3阶4阶频率和振型相同，但它们的+1位是+的。主要是由于叉杆结构周期对称圈6对称单，的应力分布云007周期扩展的应力分布云序1号，率载荷步载荷子步1 2.2谐响应分析在有预应力的模态分析的基础上，进行般响应分析。重新施加力载荷和载荷步包括谐响应分析的频率范围载荷子步数后进行谐响应分析，得到代中节点的位移遍，和频，卞的谐响应曲线，见10.

　　迎过对谐响应的列输出可知。此节点正好卞共振。同响应曲线也吻合。说明冶外力频率和结构的固有频率相，或接近，就会发生共振。为防止共振现象。回转轴系统应使其工作频率和工作转速在各阶固有频率和各阶临界转速定范围之外，同时通过合理的设计，使其工作转速尽量远岛转广系统的固有频率。

　　3结论外力频率和结构的固有频率相同或接近时就会发生共振，为防止共振现象，回转轴系统应使其工作频率和工作转速在各阶固有频率和各阶临界转速定范围之外，同时通过合理的设计，使其工作转速尽量远离转子系统的固有频率。

　　通过对叉杆进行谐响应分析，为叉杆滑移式万向联轴器的进步分析提供了理论依据，同时也提供了种实用的动力分析方法，可以作为其它分析的借鉴，严格地说，振动系统均是非线性的，只有在微幅报动时系统才能被简化为线性系统。故此分析也存在误差，但作为预测物体的固有频率己经足够。

　　1刘涛，杨风鹏。精通。北京清华大学出版社，2刘泓文。材料力学上册。北京高等教育出版社，1992.

　　3叶先嘉，史亚杰，工程分析软件应用实例朋。北京清华大学出版社，2003.