胀套联接是一种无键联接，目前广泛应用于工程机械、锻造机械、冶金机械、矿山机械、各类机床及机械传动中的联接。与其他联接相比，胀套联接具有以下特点：在轮毅和轴上均不再加工键槽，可相对提高轮毅和轴的强度，减少应力集中源；可承受变载荷和冲击载荷，耐疲劳强度高，且可承受一定的轴向力；对轴和孔的加工和配合精度要求不高，便于加工制造，互换性和可调性好；定心好，易于装拆，使用维护方便；具有过载保护功能等。目前，带式输送机使用的大、中型传动滚筒较多采用了胀套联接方式。下面以常用的胀套为例，研究分析它与轮毅和轴联接时的各组成部分结构强度、接触应力及变形情况等，以便更好地设计和选用胀套。
      胀套的结构与联接原理如图所示，它由内、外弹性环以及螺钉等组成。使用时，通过沿圆周布置的螺钉将内、外弹性环拉紧时，在产生的轴向力作用下，两环相互压紧，其锥面迫使带开口的外弹性环胀大、内弹性环缩小，从而使其与轮毅和轴紧密贴合，产生足够的摩擦力，以传递转矩、轴向力或两者的组合。
      直接在ANSYS workbench中建立三维模型，胀套内外环、轮毅和轴均按实际尺寸建模，为简化计算，除去倒角，将模型中轴变短，变为空心。对胀套联接结构进行网格划分。胀套外环的材料为40CrMo，其弹性模量E=2.06e11 Pa，泊松比，u=0.3，抗拉强度E=1080MPa，屈服强度σ=930MPa；胀套内环的材料为40Cr，其抗拉强度σ_t=980MPa，屈服强度σ_p=785MPa；轮毅和轴的材料为45号钢，抗拉强度σ_t=600MPa，屈服强度σ_p=355 MPa。设置合适的接触对是对装配体进行有限元分析的关键。workbench中的接触对有Bonded(绑定)、No Separation(不分离)、Frictionless(无摩擦)、Rough(粗糙)、Frictional(有摩擦)5种形式。胀套外环和螺钉之间是Bonded形式，接触面法向不分离，但沿着接触面可以有很小的滑动；胀套内环和螺钉以及胀套内环和外环之间是Frictional形式，两接触面可以通过接触区域传递一定大小的剪应力。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限公司
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！