２００６年５月Ｍａｙ２００６

汕头大学学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈａｎｔｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）

第２１卷第２期

Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．２

文章编号：１００１－４２１７（２００６）０２－００４９－０５

链传动结构的有限元数值分析

殷水平１，肖

（１．湘潭大学基础力学与材料工程研究所，湖南

安徽

芜湖

湘潭

锋２，曹诤３

湘潭

４１１１０５；２．奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院ＣＡＥ部，

４１１１０５）

２４１００９；３．湘潭大学土木工程与力学学院，湖南

摘要：以弹性接触理论为基础，利用通用有限元软件ＡＮＳＹＳ对载荷工况下的链传动结构

进行有限元数值模拟，通过计算结果对链传动结构的强度、刚度进行了分析，表明链传动结构在载荷工况下能够满足设计要求，并且具有较高的安全储备．关键词：弹性接触；有限元；数值分析；链传动；强度；刚度中图分类号：ＴＨ１３２．４５

文献标识码：Ａ

０

引言

机械产品的设计与开发是安全性与经济性的统一，要在保证产品安全性的前提下，不断降低产品成本，获得经济效益．对机械产品设计，传统的方法是先设计出成品，然后对产品进行测试，发现其中的不足，再对原设计方案进行修改，如此反复，直到设计出满意的产品为止．这种设计思路，增加了产品的研发成本，延长了产品的开发周期，使得企业在激烈的竞争中处于不利地位．在传统力学与现代计算数学基础上发展起来的有限元方法与计算机的结合，彻底改变了这种传统的方法，从产品的设计到产品方案的确定可全部由计算机来完成，从而减少了研发成本，缩短了产品的开发周期．

链传动是应用极其广泛的机械传动，它广泛地应用在石油矿场机械、矿山机械、农业机械和汽车上．因此，对链传动设计计算方法的研究具有实际意义［１－２］．本文通过通用有限元软件ＡＮＳＹＳ对链传动结构及其接触进行了数值模拟，从链传动结构的强度、刚度两方面，对有限元计算结果进行了分析，表明链传动结构在满足设计的同时，还具有较高的安全储备．

１

链传动弹性接触模型

链传动结构中，销轴与套筒、套筒与链轮之间都是圆弧形物体的弹性接触问题，

可运用赫兹接触理论对两个处于平面应变状态的相同圆柱的接触情况来加以说明［３－６］．根据对称原理可知，接触区是由于两个圆柱相互挤压而形成的一个接触平面，如图１所示．

这种接触情况的特点是接触区的宽度随着载荷的增加而增加，鉴于接触区中心的变

收稿日期：２００５－１２－１２

作者简介：殷水平（１９８０～），男，湖南益阳人，硕士．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｓｐ８２９３＠ｘｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ