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中厚板轧机是轧钢生产中的主要设备，其主传动系统是轧机的重要组成部分，十字轴式万向联轴器是主传动系统中的核心部件，因为其具有传递扭矩大、传递倾角大和应用范围广等特点而被广泛应用。
但是近年来，在轧钢生产过程中，十字轴式万向联轴器成为最容易失效的关键部件之一，其主要的失效形式是叉头的变形和断裂、十字轴的断裂等。例如，某热轧带钢厂的可逆式粗轧机主传动系统的十字轴式万向联轴器中的法兰叉头和辊端叉头发生过破坏，严重影响了生产，迫切需要采取某种措施来提高叉头的强度。当平衡力加载到接轴上时，接轴将发生挠度变形，接轴的轴向距离缩短，进而对联轴器产生拉力，从而影响联轴器的受力情况。本文尝试改变接轴的平衡方式，即平衡力由在接轴一处加载变为两处加载，通过这种方式减小接轴的挠度变形，进而减小接轴对联轴器的拉力以达到提高联轴器强度的目的。
以往人们建立模型时，只对研究对象建立模型，而本文不单单是建立联轴器的模型，而要建立联轴器和与它相连的万向接轴的模型，这样建立模型是基于以下两点原因：一是万向联轴器在工作时并不是孤立工作的，它是与其他零部件一起配合工作的，万向联轴器受接轴的影响最大，为了保持接轴的稳定性，一般有平衡装置对接轴施加平衡力，平衡系数为1.1～1.6；二是如果只建立联轴器的模型，对其加载的边界条件可能不够具体，或者不能较好的模拟联轴器实际工作时的工况，为了使万向联轴器的边界条件更加接近实际工况，所以建立万向联轴器及接轴的整体模型。在建模时，为了使分析计算简单化，又不影响计算结果，需要对模型进行适当的简化处理，其主要简化如下：联轴器的叉头通过螺栓与接轴连接，在建模时将叉头与接轴看做是一体，将螺栓省略；叉头上的螺栓孔省略不画；接轴上的倒角省略不画。联轴器是分析的重点，所以联轴器虽然结构复杂但其倒角也应画出。接轴一般有0～15°的倾角，本文的接轴有5°工作倾角。用Solidworks软件便可建立十字轴式万向联轴器及接轴的整体模型。
把上述几何模型导入有限元分析软件ANSYS Workbench，对其进行前处理操作。
定义材料及其属性：模型使用的材料为合金钢，万向接轴的材料为37SiMn2MoV，弹性模量E=2.1×e11Pa，泊松比μ=0.3，抗拉强度σb≥980MPa，屈服强度σs≥835MPa；万向联轴器的材料为42CrMo，抗拉强度σb≥1080MPa，屈服强度σs≥930MPa，弹性模量E=2×e11Pa，泊松比μ=0.28。
定义整体坐标系的x轴沿联接轴的轴向向右，y轴垂直纸面向外，z轴沿竖直方向向下。对模型整体划分网格，定义单元尺寸为40mm，网格划分完成后，查看网格划分情况。网格单元数为564802，网格节点数为854560，网格质量较好。
右端联轴器由电动机带动，左端联接轴联接轧辊。所以对右端联接电动机的叉头外圆柱面进行轴向、径向和切向约束，对左端联接轧辊的叉头外圆柱面只进行径向约束。在接轴中部建立一轴套模拟滑动轴承，以方便平衡力的加载。轴套并不转动，所以对轴套外侧圆柱面进行轴向约束和对绕轴的转动进行约束。
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