膜片聯(lián)軸器的強(qiáng)度與剛度分析

膜片聯(lián)軸器它主要由兩個(gè)半聯(lián)軸器、螺栓和幾組膜片疊集聲成,由于膜片很薄,該聯(lián)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(zhì)量一與尺寸小,傳動(dòng),適合于在中高速大功率機(jī)組上使用,因此,膜片聯(lián)軸器在了廣泛的應(yīng)用,為在國(guó)內(nèi)推廣使用這種新型聯(lián)軸器,本文將就膜片聯(lián)軸器的強(qiáng)度與剛度設(shè)計(jì)理論進(jìn)行深入的討論。

1.膜片聯(lián)軸器的強(qiáng)度分析

膜片是聯(lián)軸器的薄弱環(huán)節(jié),取一片膜片分析其受力狀況。傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí),部分膜片受拉,部分膜片受壓,膜片組1受拉伸長(zhǎng),膜片組2受壓松馳。聯(lián)軸器高速旋轉(zhuǎn)時(shí),山膜片、螺栓及墊圈的質(zhì)量產(chǎn)生的離心力使所有的膜片均勻受拉。補(bǔ)償軸l句及角向位移時(shí),膜片產(chǎn)生彎曲變形,膜片內(nèi)存在彎曲應(yīng)力。

膜片聯(lián)軸器的剛度分析

若已知聯(lián)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(fù)力,從而可得軸向變形剛度和角變形時(shí)的彎曲剛度,本文主要分析聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)剛度。f專遞轉(zhuǎn)矩時(shí),膜片受力產(chǎn)生彈性變形,使膜片聯(lián)軸器產(chǎn)生很小的彈性回差。膜片的受力情況T為公稱轉(zhuǎn)矩,r為彈性回差,L為膜片上兩螺栓孔距,若忽略半聯(lián)軸器和螺栓的變形,將問題簡(jiǎn)化為的力學(xué)模型。

膜片聯(lián)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(lián)接環(huán)、聯(lián)接環(huán)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(duì)膜片聯(lián)軸器進(jìn)行三維接觸有限元分析時(shí)，有限元模型較大，并且接觸對(duì)較多，而接觸問題本身就是表面非線性問題，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，其間還存在迭代收斂問題，因此對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量和計(jì)算方法都有很高的要求?；谟成渚W(wǎng)格法，采用8節(jié)點(diǎn)六面體Solid45單元對(duì)膜片聯(lián)軸器進(jìn)行離散化處理，并接觸面之間的網(wǎng)格相互對(duì)應(yīng)，以良好的單元質(zhì)量，提高計(jì)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(yù)緊力采用Prets179預(yù)緊單元模擬，扭矩轉(zhuǎn)化為切向力形式施加到法蘭右端，離心力按轉(zhuǎn)速形式施加，中間軸端面施加全約束。整個(gè)膜片聯(lián)軸器的有限元模型，共計(jì)節(jié)點(diǎn)數(shù)127 511，單元數(shù)115 049。其中Prets179單元數(shù)709，Targe170單元數(shù)26 149，Conta174單元數(shù)29 343。

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