轴肩过渡曲线形状设计研究

将有限元结构分析技术与数学规划方法相结合,对轴肩过渡曲线进行形状优化设计,提出用圆弧蜕变曲线作为轴肩和砂轮越程槽的过渡曲线,以降低轴肩应力集中。给出样条过渡曲线、椭圆过渡曲线、圆弧蜕变过渡曲线设计的设计实例,结果表明：圆弧蜕变曲线设计不仅有效地降低了轴肩应力集中,而且易于加工制造。     

几种轴肩过渡曲线优化形状的比较研究

将参数化优化技术与有限元分析技术相结合,以降低应力集中为目标,对轴肩过渡曲线的优化设计进行了分析,采用了参数方程的方法来描述轴肩过渡曲线,对几种不同形式的参数方程描述的轴肩过渡曲线进行了仿真分析,结合已有圆弧蜕变曲线的优化结果和上述曲线的分析结果在优化效率、加工难易程度和实用性方面进行了综合比较。结果表明,用圆弧蜕变曲线和超椭圆曲线是目前描述轴肩过渡曲线较好的方式,且对比结果对轴肩过渡曲线设计方法的合理选择提供了有益的参考。     

阶梯轴轴肩过渡曲线优化研究

提出二次曲线+圆弧的过渡曲线理论,利用其代替阶梯轴原有的单一形式过渡曲线以及其他含有类似过渡区域零件的过渡曲线,以降低零件局部的应力集中,起到提高使用寿命的作用。以阶梯轴为例,建立二次曲线+圆弧的过渡曲线方程,并进行有限元优化分析。分析结果表明,新的过渡曲线可以有效降低轴肩过渡区域的应力集中。     

万向十字轴轴根过渡结构的优化设计和分析

提出变曲率过渡曲线理论,单纯从形状上寻求应力集中系数小的万向十字轴轴根过渡曲线。将双曲率圆弧曲线、椭圆曲线和流线形曲线作为万向十字轴轴根过渡曲线来降低应力集中从而提高万向十字轴的使用寿命;建立了三种过渡曲线的曲线方程,给出双曲率圆弧过渡曲线、椭圆弧过渡曲线及流线形曲线的设计实例,并进行了有限元分析。结果表明提出的三种曲线可以有效降低万向十字轴轴根的应力集中。     

强化轴的小圆角提高疲劳强度

承受交变弯曲和扭转应力的轴类零件(台阶轴、曲轴等),其工作能力通常是由该轴抵抗因交变应力所引起的疲劳破坏的能力所决定。实践证明,疲劳破坏往往发生在零件工作时应力集中的部位,即发生在轴类零件的过渡沟角处。因此,在轴的结构设计中常常采用各种措施降低应力集中,保证轴的疲劳强度。降低轴上应力集中的主要措施是加大沟角处过渡圆弧半径,一般设计中规定,圆角过渡圆弧半径不小于0.05d(d是轴的直径)。     

曲轴外圆弧的磨削加工研究

机械加工中，一些关键零部件的加工难度较大，受加工设备、装备、加工工艺等的影响也较多。目前，我公司曲轴外圆弧磨削加工技术尚待提升，在实际应用中会出现圆弧过渡有死角或过渡大了伤轴肩面的现象，造成轴肩面及圆弧表面质量不高，圆弧及轴肩面存在烧伤等问题。本文重点对曲轴外圆弧的保形，包括外圆弧与轴肩和轴颈表面相切进行研究。     

阶梯轴轴肩过渡曲线形状优化的实验分析

利用实验应力分析的电测手段，在扭转和弯曲工作条件下，对阶梯轴轴肩过渡曲线形状优化前后的应力集中变化进行了实验分析，获得了最佳的应力集中系数，验证了理论结果。     

采用抛物线型过渡降低台肩上应力集中的一种推广应用

根据轴类零件不同直径之间的过渡台肩由圆弧过渡改为抛物线型过渡可以进一步降低应力集中的基本原理,通过对比实验研究,认为可以推广到筒体与平板之间的过渡台肩上。据此,对某轮毂进行了对比计算和实物测试,结果表明,采用抛物线型过渡可以取得比较满意的效果,具有一定的推广应用价值。     

重载万向联轴器十字轴强度分析及结构优化

运用CATIA对重载十字轴式万向联轴器进行几何建模,利用ANSYS Workbench对十字轴进行了应力分析、变形分析,并对十字轴进行结构强度计算,分析得到危险截面的Equivalent Von-Mises Stress与理论计算值基本相符。应力分析得到十字轴应力集中出现在两个相邻轴颈间的过渡圆角处,与十字轴实际应用时发生断裂的部位一致。对轴根过渡曲线进行结构设计,优化后结果表明十字轴轴根采用双曲率型线过渡曲线结构比采用单曲率大圆弧过渡曲线时,十字轴最大等效应力和总变形量都有所降低。     

风电齿轮箱行星架多圆弧结构的优化设计研究

针对风电齿轮箱行星架阶梯轴处的应力集中现象,采用过渡多圆弧的改进措施.基于多圆弧曲线的通用几何关系,联合MATLAB和HyperWorks对多圆弧结构进行参数化建模.以多圆弧结构质量最小为优化目标,应力符合强度要求为约束条件建立优化问题,结合代理模型和粒子群算法对多圆弧结构进行优化设计,优化后的应力降低了9.8％,满足疲劳强度要求,优化了时间成本.     

扭转条件下阶梯轴退刀槽结构的 有限元分析

退刀槽结构易引起轴类零件产生应力集中。首先建立了阶梯轴退刀槽的有限元分析模型,并分别对纯矩形、带圆弧的矩形和1/4椭圆圆弧的退刀槽在扭矩条件下进行了分析,在满足工艺需求的前提下,对于纯矩形退刀槽应优先考虑增大其宽度,对于1/4椭圆圆弧过渡的退刀槽,其椭圆长短轴之比应控制在1.5倍;同时通过对带圆弧矩形退刀槽参数的正交化试验,确立了降低其应力集中系数因素的主次关系为退刀槽宽度、退刀槽深度和其圆弧半径,所得结果可为退刀槽的设计与制造提供指导。     

渐开线齿轮滚刀齿顶圆弧的合理设计

本文阐述了滚刀滚齿时齿轮齿根过渡曲线的延长渐开线的等距线与齿轮齿形渐开线的关系。指出通过计算作出图形，可分析出滚刀齿顶圆弧的设计是否合理。说明了在设计滚刀时应尽量增大齿顶圆弧，以减少应力集中，增加齿根强度     

基于高弯曲强度的齿轮过渡曲线分析

齿根过渡曲线是影响齿轮弯曲强度的重要因素。为了提高齿轮弯曲强度,延长齿轮的工作寿命,从齿轮根部过渡曲线的加工刀具设计入手,分别考虑圆角刀顶、单圆弧刀顶、双圆弧刀顶,建立齿轮过渡曲线成形方程,确定齿轮根部强度敏感部位和应力集中系数的关系模型,探究齿轮不同过渡曲线对齿轮弯曲强度的影响,用有限元法对理论分析计算的结果进行验证。研究表明:使用双圆弧刀顶的刀具加工出的齿轮,其齿根弯曲强度比普通齿轮的齿根弯曲强度有很大提高,为高弯曲强度齿轮设计提供理论依据。     

车削圆弧工具

磨机筒体两端的进出料中空轴是磨机上的关键零件之一。当磨机进入工作状态后 ,筒体两端的进出料中空轴要承受高温、磨擦以及重力等各种力矩的作用 ,所以 ,对中轴的设计及加工都有一定的要求 :1、轴根处要避免出现应力集中现象。 2、轴根处要杜绝砂眼、气孔、裂纹等铸造缺陷。为了防止上述现象发生 ,中空轴的轴根处一般都采用了一段光滑的过渡圆弧 ,并要求在加工过程中进行探伤检测 ,这样 ,进出料中空轴上的过渡圆弧就成为机械加工中的重点和难点。图 1为我厂生产的2 .4× 13米水泥磨上的出料中空轴示意图。其轴根处的过渡圆弧半径为Ｒ12 0…     

机械零件的应力优化设计

分别采用“圆弧－直线－圆弧”和“三次样条曲线”两种形成描述机械零件应力集中区的边界形状，并用有限单元法和数学规划法相结合的结构优化设计方法对边界形状进行优化设计，有效地降低了应力的峰值，为工程界提供了合理的设计方案。     

断路器轴销断裂机理分析

某断路器的操作过程中发生40Cr轴断裂,从断口分析、化学成分分析、硬度检测、金相分析等对轴断裂的原因进行分析。结果表明:轴针端部盲孔过渡弧曲率半径偏小,加工粗糙程度大而造成的应力集中,是销轴发生断裂失效的重要的外部因素;同时轴针端盲孔的过渡圆弧性能偏低,工作中造成应力集中,并萌生疲劳裂纹源,裂纹不断扩展,最终导致了低周疲劳断裂。     

技术文摘

注塑机合模装置连秆过渡结构设计分析简 【摘要】：针对注塑机双曲肘内翻式合模装置十字头连杆过渡结构应力集中现象和出现断裂问题，以双曲肘内翻式合模装置为研究对象进行分析，研究并提出了一种采用曲面过渡的设计方法。对合模装置十字头连杆进行了动力学、静力学仿真分析表明过渡处应力集中明显，超出安全系数1．5的许用应力值，是导致十字头连杆断裂的原因。根据圆过渡设计方法中的半径和出现最大应力值位置的关系，提出了一种过渡曲线方程，以该曲线构造过渡曲面，降低过渡结构最大应力值。通过与圆过渡设计方法和楔形面过渡设计方法对比，研究结果表明，该方法对降低过渡处最大应力值具有有效性。     

汽车传动轴轴颈断裂分析与优化

针对某汽车在试车过程中传动轴中十字轴断裂失效,通过对十字轴的轴颈断裂处进行失效分析、运动分析、试验分析、理论分析、有限元分析等,研究十字轴断裂失效的原因。根据实际工作状态,试验分析得出十字轴的平均寿命,通过运动分析、理论分析和有限元分析确定了十字轴发生断裂失效的原因,得出十字轴轴颈处应力云图规律。十字轴轴颈根部处采用椭圆形曲线、三次样条曲线、圆弧蜕变过渡曲线、双曲线时,轴颈根部处的最大弯曲应力均比采用单圆弧曲线时要小。结果表明:十字轴发生断裂的主要原因之一是十字轴轴颈处发生了应力集中现象。分析结果为十字轴生产与加工提供参考依据。     

用有限元法分析曲轴过渡圆弧的磨削加工

一、前言曲轴是动力机上一个关键零件，其结构往往是多招面又复杂、刚性差，但在工作中却要承受很大的转矩和交变弯曲应力。因此容易产生扭振，疲劳断裂及轴径磨损。连杆轴须是曲轴要害部位，它直接承受连杆传来的巨大冲击力，特别是连杆轴须两侧的过渡圆弧与曲轴的疲劳寿命息息相关。这是因为在磨削加工过渡圆弧时，此处散热条件差，磨创高温将留下残余应力，而在工作时，随着连杆轴颈绕主轴顿转动，其受力的大小，方向都在周期性的变化，曲轴受到交变力的作用下，在过渡圆弧处产生较大的应力集中区，严重时甚至发生断裂现象。因此，合理选…     

某动力涡轮转子连接圆弧端齿的优化设计

针对圆弧端齿开设螺栓孔会破坏圆弧端齿齿形结构的完整性、产生局部应力集中等问题，建立了带有螺栓预紧的动力涡轮盘轴圆弧端齿连接转子优化模型，基于ANSYS优化平台进行了带螺栓孔的圆弧端齿结构优化设计。分析结果表明，螺栓孔的开设对圆弧端齿齿底的强度削弱作用要比对凹（凸）齿本身的大，且将螺栓孔径向分布在圆弧端齿的节圆直径附近有利于降低圆弧端齿结构的应力和改善应力分布；在满足其他应力约束条件下，优化后的圆弧端齿最大等效应力比原始方案降低9.1%，端齿工作面最大接触应力降低44.6%，改善了圆弧端齿齿根附近的应力分布状态，同时也没有对动力涡轮盘轴转子变形产生影响。