膜片聯(lián)軸器偏移產(chǎn)生的變應(yīng)力

當(dāng)膜片聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時(shí)其角向偏移將產(chǎn)生交變應(yīng)力，每旋轉(zhuǎn)一周循環(huán)交變一次。膜片動(dòng)應(yīng)力將導(dǎo)致膜片和螺栓的疲勞破壞，準(zhǔn)確地推算動(dòng)靜復(fù)合應(yīng)力是預(yù)測(cè)膜片聯(lián)軸器壽命，保證膜片聯(lián)軸器工作的關(guān)鍵。膜片在單獨(dú)承受某一種載荷時(shí)應(yīng)力分布情況，對(duì)于膜片實(shí)際承受復(fù)雜載荷時(shí)的動(dòng)靜復(fù)合應(yīng)力較少涉及。相鄰兩螺栓孔之間的膜片段可等效為懸臂梁，膜片聯(lián)軸器在單獨(dú)承受轉(zhuǎn)矩、離心載荷、軸向偏移以及角向偏移時(shí)膜片內(nèi)部應(yīng)力。

膜片在各種單獨(dú)工況下的應(yīng)力，將3種靜態(tài)應(yīng)力(軸向彎曲應(yīng)力、膜片應(yīng)力、離心應(yīng)力)的組合應(yīng)力作為膜片的平均應(yīng)力，將旋轉(zhuǎn)時(shí)角向偏移引起的應(yīng)力作為交變應(yīng)力幅，應(yīng)用靜力學(xué)分析分別求得平均應(yīng)力和交變應(yīng)力幅，然后基于此結(jié)果進(jìn)行疲勞分析。一般說(shuō)來(lái)，靜態(tài)組合應(yīng)力的分布和角向彎曲應(yīng)力的分布是不同的，旋轉(zhuǎn)除了產(chǎn)生離心力，還會(huì)產(chǎn)生慣性力。

我們將角向偏移產(chǎn)生的應(yīng)力作為交變應(yīng)力幅實(shí)際上是忽略了慣性力的影響，利用有限元軟件ANSYS建模，將瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析方法引入膜片聯(lián)軸器的應(yīng)力分析。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)方法是用于確定承受任意隨時(shí)間變化載荷的結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的一種方法，可分析確定結(jié)構(gòu)在靜載荷、瞬態(tài)載荷和簡(jiǎn)諧載荷的任意組合作用下隨時(shí)間變化的位移、應(yīng)變、應(yīng)力及力。

在工作時(shí)轉(zhuǎn)矩從主動(dòng)法蘭盤輸入，經(jīng)過(guò)沿圓周間隔布置的主動(dòng)傳扭精密螺栓將轉(zhuǎn)矩傳輸至金屬膜片，再由膜片通過(guò)從動(dòng)精密螺栓傳至從動(dòng)法蘭盤輸出。它通過(guò)高強(qiáng)度合金膜片組產(chǎn)生彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器的撓性傳動(dòng)，利用膜片的柔性來(lái)吸收輸入輸出軸間的相對(duì)位移，從而補(bǔ)償傳動(dòng)軸系各個(gè)連接部分由于各種因素引起的殘余不對(duì)中，其撓性元件是由薄金屬膜片0.2mm~0.6mm疊合而成的膜片組。

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