大功率膜片联轴器扭转刚度计算研究

大功率膜片联轴器扭转刚度计算研究

     膜片联轴器是一种全金属干式挠性联轴器。它通过较薄的强度好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,获得更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、机械制造等行业。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,是其较常见的结构。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强度好螺栓将转矩传输至膜片组,再由膜片组通过强度好螺栓传至中间节,并同样由另一端的膜片组、强度好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准确计算的研究,有助于深入而准确分析轴系扭转振动状况。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。膜片联轴器应力分析模型膜片是膜片联轴器的关键元件,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。 作为轴系扭振分析中较重要的参数之一,联轴器扭转刚度是联轴器良好特性须考虑的基本指标;应用有限元法对传递较大转矩的膜片联轴器的膜片应力做出了详细分析,指出了膜片应力分布状况;并对其扭转刚度作了计算分析,计算结果与同类型产品非常接近。

(1)用有限元法计算的扭转刚度数值与提供的数据非常接近,说明本文所采用的模型与计算方法是正确的。(2)用有限元方法计算时考虑了各个节点相对偏转角度的变化情况,有利于准确地计算扭转刚度,跟实测值非常接近,对我们以后研究大功率的膜片联轴器提供了重要依据。