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膜片聯軸器動靜復合應力分析

發布者:鑫程機械  發布日期:2018-06-19

由于軸線間的角向不對中,聯軸器旋轉時膜片內將產生交變應力,引起疲勞問題。以工程中常見的束腰型膜片聯軸器為例,利用有限元軟件ANSYS建模,將瞬態動力學方法引入膜片聯軸器承受復雜載荷時的應力分析,以模擬其“旋轉”狀態,了轉速對于膜片動靜復合應力的影響,尤其是對于應力幅的影響,為膜片應力分析提供了一種為的方法。

    金屬撓性膜片聯軸器(簡稱“膜片聯軸器”),是一種以金屬撓性元件來傳遞轉矩而無需潤滑的傳動裝置,廣泛應用于艦船、航空、石油化工、機械制造等領域。其撓性元件是由數量的薄金屬膜片(0.2~一0.6mm)疊合而成的膜片組。工作時轉矩從主動法蘭盤輸人,經過沿圓周間隔布置的主動傳扭螺栓將轉矩傳輸至金屬膜片,再由膜片通過從動螺栓傳至從動法蘭盤輸出。它通過合金膜片組產生彈性變形來實現聯軸器的撓性傳動,利用膜片的柔性來吸收輸人輸出軸間的相對位移,從而補償傳動軸系各個連接部分由于各種因素引起的殘余不對中。

 膜片聯軸器能夠補償的不對中形式包括如下3種基本類型:角向(兩軸線成角度交于兩軸端之間的中點)、橫向(兩軸線平行偏移)和軸向(兩軸軸向間隙過大)。旋轉軸系運行時出現的實際偏移往往是以上任意2種不對中的組合或者同時兼有3種不對中形式,因此膜片聯軸器實際工作時的載荷及變形比較復雜(圖2)0

    膜片作為膜片聯軸器的關鍵彈性元件,工作時承前3種工況引起的應力為靜應力。當膜片聯軸器旋轉時,其角向偏移將產生交變應力,每旋轉一周循環交變一次。膜片動應力將導致膜片和螺栓的疲勞破壞,因而準確地計算動靜復合應力,是預測膜片聯軸器壽命、膜片聯軸器工作的關鍵。

    已有的相關多限于分析膜片在單獨承受某一種載荷時的應力分布情況,而對于膜片實際承受復雜載荷時的動靜復合應力較少涉及。



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