膜片是膜片式联轴器的关键元件,由于联轴器中其它零件的刚度比膜片大得多,故可将膜片的刚度视为联轴器的刚度
。由于联轴器轴向间偏移、传递转矩、承受离心力,膜片工作时处于复杂的受力状态。
l)膜面应力(转矩应力,设传递转矩为T(N0m),总片数为m,对于8孔螺栓,由简化条件知,T单片=Tlm,每个主螺栓上
所受的力为F=Tl4mR;
2)离心应力假定螺栓与膜片材料相同,可计算出各自的质量,根据所处的位置和螺旋角度,可算得离心力,且作用在
总质心上。
3)轴向位移引起的弯曲应力由于在轴线方向上的安装误差,使膜片沿轴线方向发生弯曲变形,通过轴向位移的大小可
以求出轴向力的大小。
4)径向、角向位移引起的弯曲应力由于在轴线角向上的安装实际误差,使膜片沿轴线方向发生周期性弯曲变形,而且
它是决定膜片疲劳寿命的主要因素,通过角度倾斜可以求出回复力矩的大小。
膜片传递转矩时,转矩是通过主动螺栓利用膜片元件带动从动螺栓,沿螺栓分布圆切线方向传递的。忽略膜片间微小
的相对运动,认为各膜片均匀承担转矩。在弹性膜片联轴器传递转矩时膜片平面受力,带有阴影部分的圆表示主动端输入
,空白圆表示从动端输出。
目前,弹性联轴器按弹性元件分类,主要金属弹性元件弹性联轴器和非金属弹性元件弹性联轴器两大类。
金属弹性元件弹性联轴器主要有膜片联轴器、蛇形弹簧联轴器等,其共同的特点是疲劳强度高,承载能力大,耐久性
好,使用寿命长,性能稳定,动力性能容易控制,但制造要求严格,HL型弹性柱销联轴器,成本较高。
非金属弹性元件弹性柱销联轴器主要有弹性套柱销联轴器、梅花形弹性联轴器、轮胎式联轴器等,其共同的特点是质
量小,容易成型,内摩擦大,阻尼性能好,单位体积储存的变性能多,无机械摩擦切*润滑,但强度低,耐高、低温性
能差。
弹性元件是弹性联轴器中关键的零部件,它在受载时能产生显著的弹性变形,一方面起着补偿所连两轴间相对位移的
作用,其次可以通过储存弹性变形达到缓冲作用,其三可以通过改变联轴器的结构刚度,来调节系统的固有频率,以减轻
振动避开共振。因此,要设计出一个传动性能优良的弹性联轴器,关键在于设计好其中的弹性元件。
为了适应各类机器的工作要求,联轴器的改进和发展一直受到人们的重视。在中小转矩和环境比较恶劣的条件下,我
们更多的是采用非金属弹性元件的弹性联轴器。常用的非金属弹性元件有橡胶弹性元件和工程塑料弹性元件,而橡胶弹性
元件应用较为广泛。
因此,本课题旨在紧密结合国民经济和社会发展的需求,瞄准机械工程及相关科学技术的发展*,针对目前传统联
轴器普遍存在的缺陷,开展了基于新型工程复合材料具有传动噪声低、减振效果好、补偿位移大及使用寿命长等优点,能
有效改进现有弹性联轴器输出扭矩不均匀而造成轴系扭转振动,以及弹性体容易发生疲劳破坏等缺点的新型的橡胶弹性元
件联轴器。并将其推广应用到各类机械、船舶、石油、化工、矿山及有关武i器装备领域,从根本上解决动力传动系统中所
出现的一系列问题。
普通联轴器应用较为广泛。它又分为刚性联轴器和弹性联轴器两种。刚性联轴器分为刚性固定式联轴器和刚性可移式
联轴器。刚性固定式联轴器要求被连接的两轴对中十分精i确,且这种对中精度在工作中不会变化。因此,这类联轴器虽然
结构简单、价格低廉,但使用要求过于苛刻,因此很少使用。但是,在某些场合必须用刚性固定式联轴器,比如需要通过
星形弹性联轴器传递轴向力的场合,或者某些重载机组用其它联轴器不能满足传扭要求时。刚性可移式联轴器其中的元件
间可以相对移动,靠相对可移性这一点来补偿轴线的相对位移,因此容许两轴轴线之间有不大的轴向位移、径向位移和角
向位移。人们十分熟悉和广泛使用的齿式联轴器就属于这一类,曾经是高速大功率联轴器的唯i一选择。这类联轴器由于存
在元件之间的相对移动,所以必须提供润滑,而且它的补偿能力受可移原件的相对滑动速度和润滑条件的制约。如齿式联
轴器齿面的相对滑动速度应不大于0.12m/s所以在高速重载时,这种联轴器的角向补偿能力很小。为了提高这一补偿能力
,齿式联轴器常常做成鼓形齿,结构比较复杂,而且一旦润滑上出了问题将大大降低其使用效果和寿命,这就促使了干式
联轴器的发展和使用。