國內(nèi)外聯(lián)軸器的研究及發(fā)展現(xiàn)狀

早在1663年時，英國物理學(xué)家RobertHook制造出了類似于現(xiàn)在的十字軸式萬向聯(lián)軸器的聯(lián)軸器。單個聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)速時會引起不均勻性，1683年，胡克產(chǎn)生了利用兩個萬向聯(lián)軸器來抵消這個不均勻性的想法；1933年福特工程師AlferdRzeppa成功研制出了球籠式萬向聯(lián)軸節(jié)，對現(xiàn)在聯(lián)軸器設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義很大，它通過具有分度桿控制的球籠為鋼球?qū)颍菏州S式聯(lián)軸器經(jīng)雙聯(lián)后即可達(dá)到等速的要求，且結(jié)構(gòu)簡單、便于加工，在機(jī)械領(lǐng)域   了廣泛應(yīng)用。

近年以來，在聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)方面，我國的專家學(xué)者也獲得了   成果。1995年李淑民研制出了球頭柱銷等速萬向聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單且便于制造加工，非常具有實(shí)用價值；2002年肖研制出了一種新型等角速環(huán)又萬向聯(lián)軸器，它在技術(shù)性能上達(dá)到了球籠式聯(lián)軸器的水平，且加工制造容易、成本低廉。合肥工業(yè)大學(xué)的柯尊忠等對無螺栓十字軸萬向聯(lián)軸器建立了叉頭的整體有限元模型，從減小叉頭的   大應(yīng)力的角度出發(fā)，對叉頭的內(nèi)輪廓進(jìn)行形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在運(yùn)動學(xué)方面，利用坐標(biāo)變換矩陣?yán)碚摚?nbsp;  了萬向聯(lián)軸器傳遞運(yùn)動的非等性；考慮到了單十字型萬向聯(lián)軸器軸的交角隨時間的周期變化，   了單十字萬向節(jié)的運(yùn)動特性；通過對雙十字軸萬向聯(lián)軸器的空間運(yùn)動約束分析，分別建立了系統(tǒng)動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)模型，應(yīng)用數(shù)值分析軟件，觀察到了萬向聯(lián)軸器運(yùn)動時存在的簡諧性，但文中建立約束方程這個問題比較復(fù)雜。十字環(huán)槽式雙萬向聯(lián)軸器是由十字軸式雙萬向聯(lián)軸器變化而來的一種新型的聯(lián)軸器，是不等角速萬向式聯(lián)軸器，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳扭、主從動軸間許用偏轉(zhuǎn)角大、裝拆維護(hù)方便等。

所設(shè)計(jì)的新型彈性聯(lián)軸器，是采用了蒙乃爾金屬波紋管而設(shè)計(jì)的新型彈性聯(lián)軸器，它克服了因材料本身存在的理化性能帶來的限制，補(bǔ)償，傳動精度高，可用于   機(jī)械傳動裝置中。

對聯(lián)軸器振動特性等作了較為深入的   。提出了聯(lián)軸器的軸向彈性剛度變化是非線性的，即隨軸向位移的變化，軸向彈性剛度不與軸向變形成正比。

在彈性聯(lián)軸器中，撓性元件的受力情況比較復(fù)雜。對此有過一些分析。   先，它的形狀尺寸決定了其它部分的尺寸，因此對膜片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時，其它尺寸也就隨之確定了。撓性元件是承受多種載荷的，如扭轉(zhuǎn)載荷，離心裁荷，軸向位移引起的載荷，角不對中引起的載荷等。在用有限元分析其強(qiáng)度時要涉及到平面應(yīng)力、薄板的彎曲及角不對中的同題。角不對中要把它化為薄板的彎曲同題，然后還要區(qū)分靜應(yīng)力和交變應(yīng)力，再列出強(qiáng)度條件。還有振動頻率約束，在此用傳遞矩

陣來分析該系統(tǒng)的軸向、橫向固有頻率。在優(yōu)化過程中經(jīng)常要進(jìn)行大量有限元分析，振動特性分析，因此要很好地解決有限元的前置處理、自動分單元、自動分節(jié)點(diǎn)、自動分載荷等問題和自動化，否則是不能進(jìn)行的。

聯(lián)軸器是在循環(huán)載荷作用下的動設(shè)備，而撓性元件是聯(lián)軸器工作過程中的薄弱環(huán)T在循環(huán)應(yīng)力作用下，撓性元件通常會發(fā)生疲勞破壞。區(qū)別于靜力破壞，疲勞破壞是一利非常復(fù)雜的情況，關(guān)于疲勞破壞產(chǎn)生的機(jī)理方面的   工作，也一直沒有間斷過。

疲勞是一個包含許多學(xué)科的   分支，它可以為基礎(chǔ)   以及工業(yè)   提供許多多種多樣的現(xiàn)象。材料學(xué)科、力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都從不同的側(cè)面對疲勞進(jìn)行了   。疲崔壽命分析方法是疲勞   的主要內(nèi)容之一，從疲勞   史可以看到對疲勞壽命分析方泥的   伴隨著整個歷史。

從靜強(qiáng)度的角度出發(fā)，對彈性聯(lián)軸器的撓性元件進(jìn)行了受力分析，在利用有限元進(jìn)行不同工況下的應(yīng)力分析后，所計(jì)算的   大應(yīng)力低于材料的屈服   。但由于聯(lián)軸器屬于動設(shè)備，其工作狀況也區(qū)別于一般的靜設(shè)備。撓性元件的破壞往往也是由循環(huán)載荷作用下帶來的疲勞而引起，只要作用的時間足夠長，這個循環(huán)載荷在遠(yuǎn)小于屈服   時就可能造成疲勞破壞。所以對于有循環(huán)載荷作用下的動設(shè)備來說，只從靜張度的角度出發(fā)來校核設(shè)備的強(qiáng)度還不夠，還需要從疲勞強(qiáng)度的角度出發(fā)，校核其強(qiáng)度。

縱觀聯(lián)軸器的   現(xiàn)狀，可以看出，以往的   中涉及到聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接方式的并不多，而對于聯(lián)軸器其它方面的   ，大多都是基于解析方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及有限元分析的發(fā)展，有限元技術(shù)在工程上的指導(dǎo)和應(yīng)用越來越廣泛，將有限元方法應(yīng)用到一些新型機(jī)械部件，如新型聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化，是其應(yīng)用的一種趨勢。

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