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膜片聯(lián)軸器強度分析

發(fā)布者:鑫程機械  發(fā)布日期:2018-03-25

膜片聯(lián)軸器強度分析

    膜片是膜片聯(lián)軸器的主要部件。根據(jù)工況條件,膜片常選用不銹鋼304等材質(zhì)。數(shù)片膜片疊加組裝在一起,傳遞扭矩時允許傳動軸有的軸向、角度位移,能補償動力機械

和工作機械的安裝誤差,提高機組工作的性。

    用厚度為1 mm的5片膜片和2片補片組成膜片組。對膜片組施加軸向位移lmm,載荷400N.m膜片及補片材料為AISI304,材料密度p=8000 kb/m',楊氏模量E=198 GPa,泊松比p,=

0.29,屈服強度二206MPa。用SolidWorks軟件構(gòu)建膜片組幾何模型,用集成于SolidWorks軟件中的CosmosWorks分析膜片組的von Mises應(yīng)力及疲勞強度。

 von Mises應(yīng)力準則基于von Mises-Henckv理論。該理論表示,當(dāng)von Mises應(yīng)力等于應(yīng)力限時,延性材料開始在某位置屈服。von Mises應(yīng)力是基于剪切應(yīng)變能的一種等效應(yīng)力。

    如圖3所示,為基到錄大vonMises應(yīng)力準則進行的應(yīng)力分析結(jié)果。從結(jié)果可以看出:①應(yīng)力出現(xiàn)在膜片上鉸接點附近;必增加補片的膜片組,如圖3(}所示。應(yīng)力幅值明顯小于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膜片組,③補片能夠起到減小局部明莫片鉸接點附iJ應(yīng)力值作用。

    膜片聯(lián)軸器作為動力機械和工作機械之問的連接設(shè)備,工作條件復(fù)雜多變。當(dāng)動力機械或工作機械存在安裝誤差,或者動力機械、工作機械工作時存在震動,會使膜片組產(chǎn)生軸向、角度位移,產(chǎn)生附加應(yīng)力。隨著動力機械和工作機械反復(fù)啟動、正反轉(zhuǎn),膜片聯(lián)軸器承受著交變應(yīng)力作用,膜片損壞形式為疲勞破壞。以前面的von Mises

應(yīng)力分析為基礎(chǔ),分析膜片的疲勞狀態(tài),模擬工況條件為聯(lián)軸器處于經(jīng)常反復(fù)啟動、正反轉(zhuǎn)頻繁狀態(tài),循環(huán)次數(shù)設(shè)定為10y。如圖4所示,

分別為帶補片膜片組(圖鄉(xiāng)和不帶補片膜片組(圖1}的疲勞強度分析情況。從分析結(jié)果可以看出帶補片的膜片組結(jié)構(gòu)的性能明顯高于不帶補片的膜片組結(jié)構(gòu),說明帶補片膜片組的能力遠高于不帶補片的膜片組,補片起到了的抵破壞的作用。

    考慮到異形補片制作、安裝,以及運轉(zhuǎn)過程中可能存在某些問題,故此,可以用圓形補片代替異形補片,如圖5所示。圓形補片基本能夠起到與異形補片一樣的作用。

    利用TRIZ原理,分析膜片聯(lián)軸器存在的技術(shù)矛盾,利用矛盾矩陣,并結(jié)合膜片的工況,選用局部質(zhì)量原理,設(shè)計出帶補片的

膜片聯(lián)軸器新結(jié)構(gòu)。利用SilodWorks軟件建模,利用CosmsoWorks軟件對帶補片的膜片組和傳統(tǒng)膜片組機構(gòu)進行分析,通過比較分析,得出以卜結(jié)論:<1)在膜片數(shù)量相同的情況卜,增加補片,膜片組的性能明顯提高;(力在膜片數(shù)量相同的情況卜,增加補片,地降低了膜片組中應(yīng)力大小;<3)應(yīng)力集中在膜片上于L邊緣附近,其它地方較

    可以根據(jù)需要,適當(dāng)?shù)卦黾友a片數(shù)量,或改變補片形狀,以設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、受力合理、使用壽命長的膜片組件。


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