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矩形花鍵主要應用于機床、工程機械、礦山機械、起重機械等行業(yè)中，是目前我國機械制造工業(yè)應用最廣泛的花鍵。矩形花鍵主要用于齒輪箱、離合器、傳動軸等機械傳動裝置機構中傳遞動力。花鍵聯(lián)接傳動具有接觸面積大、承載能力高、定心性能和導向性能較好、鍵槽淺、應力集中小、對軸和毅的強度削弱小、結構緊湊等優(yōu)點，常應用于傳遞較大轉矩和定心精度要求高的靜聯(lián)接和動聯(lián)接，因此，對矩形花鍵進行有限元分析至關重要。
啟動UGNX6.0，新建文件，名稱為DN100-10的文件，單位為mm；選擇應用-[建模]，進入UG建模界面；選擇圓柱：直徑38mm，高度5mm；選擇[草圖]，繪制圖，拉伸；再建一直徑為50mm、高度為5mm的圓柱與圖模型求差。設置求解器為NX NASTRAN DESIGN。分析類型設置為結構分析。結算方案類型為線性靜力學一單約束。
矩形花鍵的材料在材料庫中選擇金屬Steel，當選擇Steel后，在UG中材料默認屬性包括材料類型為各向同性，材料質量密度為7.829x e3kg/mm-3，比熱為4.34 x10RmJ/k，楊氏模量為206940000MPa，泊松比為0.3。
設置此花鍵只受純轉矩載荷。載荷施加在花鍵小徑和大徑的齒面上。
施加約束為固定約束，在花鍵的外部整個圓面上施加在和大徑的齒面上。
施加約束為固定約束，在花鍵的外部整個圓面上施加。
施加載荷類型為扭矩，轉矩T=50 N.mm。
網格劃分目的是將結構離散化成連續(xù)的3D四面體網格。UG6.0采用的是在實體上創(chuàng)建4節(jié)點或10節(jié)點的四面體單元網格，這里定義單元類型為4節(jié)點，單元大小為0.5 mm，劃分成單元數(shù)為167967，節(jié)點數(shù)為36060。
結算方案采取迭代結算法。整個模型分析可信度為97.337。應力分布云圖，對于只受扭矩而無軸向力的花鍵，最大應力發(fā)生在齒根處。(1)應用UG軟件對矩形花鍵建模后，在同一軟件中(2)有限元分析表明，花鍵在只受扭矩而無軸向力時，花鍵應力狀態(tài)水平較低，高應力區(qū)主要集中在鍵槽的齒根部。(3)采用有限元分析方法與傳統(tǒng)方法相比，提高了分析精度，為進一步改進花鍵以及與其相配合零件的改進和應力分析提供了理論依據(jù)。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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