2015年第1期
文章编号：10094687(2015)01001106
车辆与动力技术 Vehicle & Power Technology
基于有限元的锁紧螺母动态响应分析
张金乐，郭静，陈娟
（中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室，北京100072）
总第137期
摘要：以某液力机械行星变速结构涡轮轴紧固机构为研究对象，开展基于有限元的扭转振动激励对于紧固件预紧力和内部接触力变化规律的研究。通过建立有限元模型，分析在不同预紧力作用下螺母的轴向位移幅值变化规律和垫片止动舌与螺母、垫片内止动舌与螺纹轴的接触力的变化规律。由仿真结果可知：预紧力越小，螺母的轴向位移幅值在输入轴的扭转激励作用下逐渐增大的趋势越快，紧固件松动的趋势也越快垫片止动舌与螺母、垫片内止动舌与螺纹轴的接触力出现周期性变化，随着紧固件的松动，其接触力幅值逐渐增大，止动舌受到疲劳断裂的机率增大
关键词：扭转振动；紧固连接结构；有限元
中图分类号：TH123+.4
文献标识码：A
Study on Dynamic Characteristic of Tightened Structure
Nutbased onFiniteElementAnalysis
GUO Jing，CHEN Juan
ZHANG Jin-le，
(Science and Technology on Vehicle Transmission Laboratory, China North
Vehicle Research Institute, Beijing 100072, China)
Abstract: Targeting at screw thread of tightened structure on turbine shaft in a certain hydraulic mechanical planetary gear box,thetightening torque and contact force of screw under strong torsion was studied based on FEM. A FEM model for torsional vibration was investigated to study the law of nut axial displacement, the contact force between thrust and screw shaft, thrust and nut. Simulation result shows that as the value of tightening force become smaller, the axial displacement of nut under the same torsional vibration grows bigger, and the tighten structure looses faster. The contact force between thrust and screw shaft, thrust and nut changes periodically.If the tighten structure looses, the contact force will be bigger, and the fatigue crack risk of thrust will also increase.
Key words: torsional vibration; tightened structure; finite element analysis
液力机械行星变速机构涡轮轴紧固件的可靠锁
紧是保证该变速机构正常工作的前提，但是在工作过程中外部载荷环境较为复杂，经常承受冲击、振动等变载荷，而这些时变载荷是导致紧固件松动的重要原因：旋转轴类总成锁紧螺母主要是通过施加轴向压紧力实现行星变速机构在轴上的可靠定位，旋转轴类总成锁紧螺母工作过程中的振动是导致其
收稿日期：2014-12-04；修回稿日期：2014-12-29
松动的重要因素．来自于发动机、齿轮对、路面等传递过来的激励，使锁紧螺母总成处于动态过渡过程．锁紧螺母总成的外部激励使螺纹副之间的接触状态以及锁紧螺母、止动扳垫、联接体之间的接触状态不断发生变化，螺纹副的预紧力以及客部件的应力、应变也在变化．螺纹轴轴向尺寸较大因而扭转刚度较小，在发动机的扭振作用下，预紧力会发
作者简介：张金乐（1982－），男，副研究员，研究方向为综合传动总体技术，