膜片聯軸器的強度與剛度分析

膜片聯軸器它主要由兩個半聯軸器、螺栓和幾組膜片疊集聲成,由于膜片很薄,該聯軸器具有良好的樸償軸向、徑向和角向位移的能力,而且承載,質量一與尺寸小,傳動,適合于在中高速大功率機組上使用,因此,膜片聯軸器在了廣泛的應用,為在國內推廣使用這種新型聯軸器,本文將就膜片聯軸器的強度與剛度設計理論進行深入的討論。

1.膜片聯軸器的強度分析

膜片是聯軸器的薄弱環節,取一片膜片分析其受力狀況。傳遞轉矩時,部分膜片受拉,部分膜片受壓,膜片組1受拉伸長,膜片組2受壓松馳。聯軸器高速旋轉時,山膜片、螺栓及墊圈的質量產生的離心力使所有的膜片均勻受拉。補償軸l句及角向位移時,膜片產生彎曲變形,膜片內存在彎曲應力。

膜片聯軸器的剛度分析

若已知聯軸器的軸向位移△K。和角向位移△K、,則可求出膜坎的軸向和角向回復力,從而可得軸向變形剛度和角變形時的彎曲剛度,本文主要分析聯軸器的扭轉剛度。f專遞轉矩時,膜片受力產生彈性變形,使膜片聯軸器產生很小的彈性回差。膜片的受力情況T為公稱轉矩,r為彈性回差,L為膜片上兩螺栓孔距,若忽略半聯軸器和螺栓的變形,將問題簡化為的力學模型。

膜片聯軸器分析模型為多體接觸模型，包括螺母與膜片、膜片與膜片、膜片與聯接環、聯接環與法蘭、法蘭與螺母，以及螺母與中間軸、中間軸與膜片、膜片與螺母、鉸制孔螺栓與膜片間的接觸。對膜片聯軸器進行三維接觸有限元分析時，有限元模型較大，并且接觸對較多，而接觸問題本身就是表面非線性問題，計算時間較長，其間還存在迭代收斂問題，因此對網格質量和計算方法都有很高的要求。基于映射網格法，采用8節點六面體Solid45單元對膜片聯軸器進行離散化處理，并接觸面之間的網格相互對應，以良好的單元質量，提高計算精度。各接觸物體間的接觸面建立Targe170和Conta174接觸單元，各螺栓的預緊力采用Prets179預緊單元模擬，扭矩轉化為切向力形式施加到法蘭右端，離心力按轉速形式施加，中間軸端面施加全約束。整個膜片聯軸器的有限元模型，共計節點數127 511，單元數115 049。其中Prets179單元數709，Targe170單元數26 149，Conta174單元數29 343。

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