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十字轴式万向联轴器是轧机传动系统核心部件之一，在回转直径相同的情况下，与其他型式的联轴器相比，具有传递扭矩大、高效平稳、结构紧凑、较大的角度补偿量等优点，因此十字轴式万向联轴器被广泛用于轧机与汽车领域;接轴托架主要用于平衡和承载十字轴式万向联轴器的自身重量，对联轴器正常的运行起到重要作用。本文针对河北鑫达钢铁有限公司450型短应力线轧机系统中十字轴式万向联轴器与接轴托架在使用过程中存在的问题，运用有限元的分析方法进行了结构分析和优化设计，并将分析结果应用于实际。本文主要研究内容及成果如下: (1)通过对十字轴式万向联轴器运动学分析可知，因中间轴在工作过程中的扭转振动产生动载荷导致中间轴万向节叉出现裂纹。针对此问题，采取将十字轴式万向联轴器的中间轴直径减小，达到减小转动惯量和动载荷的目的。优化后直径在符合疲劳强度安全系数校核、扭转刚度校核前提下，将花键轴套直径由267mm变为247mm，花键轴直径由237mm变为206mm，重量减小0.22吨，转动惯量减小65kg/m2。 (2)轴承座耳轴是十字轴式万向联轴器与接轴托架相连接的关键部件，针对其在实际生产过程中频繁切坏的现象，采取将上、下滑块与轴承座合为一体，避免耳轴的频繁切坏。接轴托架两端肋板晃动大，影响其工作的稳定性和轧制产品精度，针对此问题，采取将两端肋板顶部加装加强固定板。 (3)利用ANSYS软件对优化前和优化后十字轴式万向联轴器的中间轴进行静力学分析、对优化后十字轴式万向联轴器进行模态分析，得到等效位移云图、等效应力云图和模态振型图。由等效位移云图分析可知，优化后中间轴万向节叉的最大变形量下降18％;由等效应力云图分析可知，优化后中间轴万向节叉的最大应力数值下降26％;由模态分析得到十字轴式万向联轴器的各阶振型图和固有频率，并通过临界转速校核公式，确保优化后十字轴式万向联轴器不会产生共振。 (4)利用ANSYS软件对轴承座耳轴和优化前、优化后接轴托架进行静力学分析，得到等效位移云图和等效应力云图。由轴承座耳轴等效位移云图分析可知，耳轴最大变形位置出现在耳轴与接轴托架滑块相连的最外侧;由轴承座耳轴等效应力云图分析可知，耳轴最大应力位置出现在耳轴与轴承座相连的部位，最大应力数值接近材料的屈服强度，验证了实际生产过程中，耳轴频繁切坏的现象;由接轴托架等效位移云图分析可知，优化后两端肋板顶部变形量下降了46％;由接轴托架等效应力云图分析可知，优化后的最大应力数值下降了35％。