十字轴万向节建模及有限元分析教学内容

十字轴万向节建模及有限元分析

十字轴三维建模

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，-43.5,0）

2）输出直径57，高度87

2. 在已有圆柱体的上下端面，建立直径51,高9圆柱体

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，选择所有已经建成的特征，确定，按图示设定阵列参数,确定，选择‘点和轴’，选择X轴，确定，得到如下模型

5.倒斜角，4x4

6.倒圆角R25

选择交叉的4条边，输出如图参数

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

8.对每个孔倒斜角，1x1，得到最后的十字轴模型

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+Z

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

3.切除部分实体

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

4. 切除部分实体

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

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

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

3）镜像棱角

插入-关联复制-镜像特征，选择建立的棱角特征，选择镜像平面为YZ平面，单击确定，如图

4）布尔差，在耳环主体上切除两个棱角

单击‘求差’命令，目标体为耳环主体，到具体为两个棱角体，单击确定

6.建立法兰孔

1）单击‘孔’命令，‘位置’-单击‘绘制截面’进入草绘环境，按二位图纸绘制八个孔的中心位置，在中心位置放置一个点，完成草绘。

2）按照如图设置参数后，单击确定

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。

2）按照如图设置参数，选择拔模角度为20，单击确定。

8.将已建成的模型进行布尔加运算

9.生成底部空腔

单击‘球’命令，指定点为整体坐标原点，直径为90，布尔为‘求差’，单击确定

10.建阶梯孔

1）单击‘拉伸’命令，在耳环端面，建立草绘平面，进入草绘环境后，在中心处画一个直径51的圆，完成草绘。

2）按照如图设置参数，拉伸值为10，布尔求差。

3）同样方法在另一个耳环端面建立阶梯孔。效果如下

11.棱处理，倒圆角

1）在如图所示的几处位置到R5圆角

2）在如图所示的几处位置到R2圆角

通过以上建模步骤，得出万向节叉的三维模型，显示如下图

传动轴三维建模

1. 建立法兰盘，起始点为原点，指定矢量为+Z，建模参数如图

2.建立阶梯轴，直径95长146

3. 建立阶梯轴，直径90长83

4. 建立阶梯轴，直径80长33

5.倒圆角R10

在图示位置R10倒圆角

6. 倒圆角R1.5

在图示位置R1.5倒圆角

7. 倒斜角2X2

在图示位置倒2X2斜角

8.建立阶梯轴（退刀槽）直径60，长5

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

2）按照图示设置参数，拉伸花键

3）对花键齿倒2x2斜角

10. 建立阶梯轴，直径30长42，并倒圆角R1.5

11.建立法兰孔（方法同万向节叉法兰孔）

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。

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

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，完成草绘。

2）按照如图设置参数，切除拉伸

16.切出耳环空腔

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

2）按照图示参数，切除实体

17.倒圆角R5，按照图示部位，进行倒圆角

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

19.倒角1x1

通过以上建模过程，得到传动轴的三维模型

十字轴静力学分析

1.模型的导入

1）模型的导出格式

十字轴在UG中建模完成后，将其导出为parasolid_.x_t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

在出现的对话框中，选择保存路径，输入文件名，单击OK。

2）模型导入

打开ANSYS_WORKBENCH界面，拖入静力学分析模块（static structural）

3)右键单击Geometry--Import Geometry—browse，选择十字轴的X-T模型，单击确定