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膜片聯軸器應力分析模型

2019-01-26 09:41:28
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  膜片聯軸器是一種全金屬干式撓性聯軸器。它通過較薄的高強度合金鋼片產生彈性變形來實現聯軸器的撓性傳動,使聯軸器既可以吸收兩側傳動軸的不對中和吸收沖擊,還可以在其它含非金屬元件的聯軸器難于承受的高溫、惡劣條件下工作,獲得   長的使用壽命和較好的力學性能。它的結構也簡單,裝卸方便,造價低,無需潤滑與維護。膜片聯軸器的這些優點使其廣泛應用于航空、艦船、石油化工、機械制造等領域。


  金屬膜片撓性聯軸器的結構主要由金屬膜片組(膜片)、半聯軸器、中間節、壓緊元件、螺栓、防松螺母、墊圈等組成。其工作原理為:轉矩從主動端半聯軸器輸入,經過沿圓周間隔布置的主傳扭高強度螺栓將轉矩傳輸至膜片組,再由膜片組通過高強度螺栓傳至中間節,并同樣由另一端的膜片組、高強度螺栓及從動端半聯軸器輸出。金屬膜片是撓性聯軸器的關鍵部件,它由   數量的薄金屬膜片疊合而成膜片組,通過它來傳遞轉矩和運動。膜片厚度一般為0.2mm~0.6mm,膜片形狀主要有圓環式、輪幅式、連桿式、多邊式和束腰式。


  對膜片聯軸器膜片應力和扭轉剛度   計算的   ,有助于深入而準確分析軸系扭轉振動狀況,為船舶動力裝置的   運行提供可靠保證。本文根據膜片聯軸器的結構特點,針對所研制的傳遞較大功率的8孔圓環形膜片,進行了膜片應力和扭轉剛度的分析,并用有限元法進行了實例計算。


  膜片是膜片式聯軸器的關鍵元件,由于聯軸器中其它零件的剛度比膜片大得多,故可將膜片的剛度視為聯軸器的剛度。由于聯軸器軸向間偏移、傳遞轉矩、承受離心力,膜片工作時處于復雜的受力狀態。


  l)膜面應力(轉矩應力,設傳遞轉矩為T(N0m),總片數為m,對于8孔螺栓,由簡化條件知,T單片=Tlm,每個主螺栓上所受的力為F=Tl4mR;


  2)離心應力假定螺栓與膜片材料相同,可計算出各自的質量,根據所處的位置和螺旋角度,可算得離心力,且作用在總質心上。


  3)軸向位移引起的彎曲應力由于在軸線方向上的安裝誤差,使膜片沿軸線方向發生彎曲變形,通過軸向位移的大小可以求出軸向力的大小。


  4)徑向、角向位移引起的彎曲應力由于在軸線角向上的安裝實際誤差,使膜片沿軸線方向發生周期性彎曲變形,而且它是決定膜片疲勞壽命的主要因素,通過角度傾斜可以求出回復力矩的大小。


  膜片傳遞轉矩時,轉矩是通過主動螺栓利用膜片元件帶動從動螺栓,沿螺栓分布圓切線方向傳遞的。忽略膜片間微小的相對運動,認為各膜片均勻承擔轉矩。在彈性膜片聯軸器傳遞轉矩時膜片平面受力,帶有陰影部分的圓表示主動端輸入,空白圓表示從動端輸出。


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