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膜片联轴器应力分析模型

2017-04-27 15:02:28

  膜片联轴器是一种全金属干式挠性联轴器。它通过较薄的合金钢片产生弹性变形来实现联轴器的挠性传动,使联轴器既可以吸收两侧传动轴的不对中和吸收冲击,还可以在其它含非金属元件的联轴器难于承受的高温、恶劣条件下工作,获得   长的使用寿命和较好的力学性能。它的结构也简单,装卸方便,造价低,无需润滑与维护。膜片联轴器的这些优点使其广泛应用于航空、舰船、石油化工、机械制造等。
  金属膜片挠性联轴器的结构主要由金属膜片组(膜片)、半联轴器、中间节、压紧元件、螺栓、防松螺母、垫圈等组成。其工作原理为:转矩从主动端半联轴器输入,经过沿圆周间隔布置的主传扭螺栓将转矩传输至膜片组,再由膜片组通过螺栓传至中间节,并同样由另一端的膜片组、螺栓及从动端半联轴器输出。金属膜片是挠性联轴器的关键部件,它由   数量的薄金属膜片叠合而成膜片组,通过它来传递转矩和运动。膜片厚度一般为0.2mm~0.6mm,膜片形状主要有圆环式、轮幅式、连杆式、多边式和束腰式。
  对膜片联轴器膜片应力和扭转刚度   计算的研究,有助于深入而准确分析轴系扭转振动状况,为船舶动力装置的   运行提供。本文根据膜片联轴器的结构特点,针对所研制的传递较大功率的8孔圆环形膜片,进行了膜片应力和扭转刚度的分析,并用有限元法进行了实例计算。
  膜片是膜片式联轴器的关键元件,由于联轴器中其它零件的刚度比膜片大得多,故可将膜片的刚度视为联轴器的刚度。由于联轴器轴向间偏移、传递转矩、承受离心力,膜片工作时处于复杂的受力状态。
  l)膜面应力(转矩应力,设传递转矩为T(N0m),总片数为m,对于8孔螺栓,由简化条件知,T单片=Tlm,每个主螺栓上所受的力为F=Tl4mR;
  2)离心应力假定螺栓与膜片材料相同,可计算出各自的质量,根据所处的位置和螺旋角度,可算得离心力,且作用在总质心上。
  3)轴向位移引起的弯曲应力由于在轴线方向上的安装误差,使膜片沿轴线方向发生弯曲变形,通过轴向位移的大小可以求出轴向力的大小。
  4)径向、角向位移引起的弯曲应力由于在轴线角向上的安装实际误差,使膜片沿轴线方向发生周期性弯曲变形,而且它是决定膜片疲劳寿命的主要因素,通过角度倾斜可以求出回复力矩的大小。
  膜片传递转矩时,转矩是通过主动螺栓利用膜片元件带动从动螺栓,沿螺栓分布圆切线方向传递的。忽略膜片间微小的相对运动,认为各膜片均匀承担转矩。在弹性膜片联轴器传递转矩时膜片平面受力,带有阴影部分的圆表示主动端输入,空白圆表示从动端输出。

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