膜片聯(lián)軸器的模態(tài)分析

    膜片聯(lián)軸器是機械中連接主動(dòng)元件與從動(dòng)元件并傳遞轉矩的重要機構，在很多應用場(chǎng)所機械性能優(yōu)于剛性聯(lián)軸器。膜片在傳遞轉矩時(shí)同時(shí)受壓縮和拉伸，依靠彈性變形將主從動(dòng)機聯(lián)接起來(lái)，并巨具有減振、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也由于經(jīng)常工作在不對一中的主從動(dòng)機構之間，膜片聯(lián)軸器受到復雜載荷和振動(dòng)的作用，組成膜片聯(lián)軸器的主要部件容易產(chǎn)生磨損。為了對組成膜片聯(lián)軸器的各部件進(jìn)行模態(tài)分析，避免聯(lián)軸器部件之問(wèn)因共振產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲問(wèn)題，使傳動(dòng)系統工作正常、提高傳動(dòng)系統性能，有對聯(lián)軸器及其關(guān)鍵部件的一些振動(dòng)參數進(jìn)行分析研究

機械結構因結構、材料、運動(dòng)機理等因素的不同會(huì )產(chǎn)生不同的振動(dòng)特性，這種振動(dòng)特性又可以稱(chēng)為機械的結構模態(tài)，模態(tài)參數常用阻尼比、固有振型及頻率表示2。獲得這些參數就是模態(tài)分析的主要任務(wù)，主要可以通過(guò)理論計算、試驗或者計算機仿真模擬獲得通方

獲得需要復雜的計算過(guò)程，用時(shí)長(cháng)日_復雜試驗模態(tài)分析法需要產(chǎn)品試制成型，生產(chǎn)制造一件產(chǎn)品的周期長(cháng)，因此不便及時(shí)獲得產(chǎn)品的模態(tài)特性相關(guān)數據計算機技術(shù)在工程的發(fā)展使理論模態(tài)分析法得以在較短產(chǎn)品周期內完成。本文在Pro/L造型環(huán)境下對金屬膜片聯(lián)軸器的各零部件進(jìn)行仿真模態(tài)分析，根據模態(tài)分析理論對聯(lián)軸器整體及重要部件進(jìn)行仿真求解，分析其固有振動(dòng)特性

1夾板襯套式金屬膜片聯(lián)軸器的結構

    夾板襯套式金屬膜片聯(lián)軸器主要山連接主傳動(dòng)元件的左半聯(lián)軸器和火緊咪險、具有較人仰甘的膜片組、連接從動(dòng)元件的右半聯(lián)軸器和夾緊螺栓裝配而成膜片組是聯(lián)軸器的彈性元件，它大多由幾片相同形狀的金屬膜片通過(guò)加工組成膜片組。膜片的材料很大程度上決定了聯(lián)軸器的撓性?xún)?yōu)劣，是膜片聯(lián)軸器的關(guān)鍵部件。根據膜片組形狀的不同會(huì )有數量對稱(chēng)的幾組螺栓孔，它們與螺栓裝配連接，通過(guò)螺栓連接將主動(dòng)機構的轉矩傳遞給膜片組，膜片組受力發(fā)生變形傳遞轉矩。當主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間出現不對中或偏移時(shí)，膜片組發(fā)生彈性變形，主從動(dòng)軸之間的柔性連接。金屬膜片聯(lián)軸器連接緊密，不依賴(lài)潤滑，可以適應大多數復雜環(huán)境。若采用合金材料還可以減小結構質(zhì)量，主要連接高速且主傳動(dòng)載荷變化小的主從動(dòng)軸之間，是一種發(fā)展空間的聯(lián)接機構。但對有較大沖擊、轉矩變化大、振動(dòng)劇烈的聯(lián)接環(huán)境，這種聯(lián)軸器結構存在很大的局限性. 轉矩在主從動(dòng)元件傳遞主要是通過(guò)夾緊螺栓、2個(gè)由4片同形狀、同材料金屬薄片組成的膜片組完成。其轉矩的傳遞過(guò)程是:主傳動(dòng)從左半聯(lián)軸器傳人經(jīng)螺栓傳給膜片組到中間體，再由另一組膜片傳至右側螺栓及右半聯(lián)軸器，通過(guò)聯(lián)接傳至從動(dòng)元件輸出。每片膜片組由四片膜片組成，材料采用的鋁合金板簧，輕量、有較高的抗扭剛度，能適合高響應.

2結構模態(tài)分析理論

    模態(tài)分析屬于動(dòng)力學(xué)分析的范疇，模態(tài)分析的相關(guān)數據(固有頻率及相關(guān)振型)可以反映結構本身的振動(dòng)性質(zhì)，一模態(tài)分析的一個(gè)重要作用就是求解其結構的固有頻率和各階振型，作為結構共振分析和結構系統功力學(xué)特性的重要手段提高結構系統的系數模態(tài)分析的隊心理論涉及機械學(xué)、數學(xué)、信號處理以及控制工程等多種理論，模態(tài)分析的過(guò)程就是利用這些理淪獲得模態(tài)參數.它的本質(zhì)是一組坐標變換.通常機械結構是在物理坐標系中用微分方程組表。述為了獲得模態(tài)參數就需要將物理坐標變換為模態(tài)坐標，求解方程組模態(tài)阻尼比、模態(tài)頻率及振型。這些參數可以用作載荷的計算與識別以及修正有限元理論模型，其過(guò)程大致為：用分析的數據建立一個(gè)部件的新地的數月模型，然后在將修正的模型配替換掉原有模型達到優(yōu)化目的。