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。