多邊形八邊形8孔聯軸器膜片
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圓環型聯軸器膜片的分析研究
聯軸器是用來聯接兩軸，傳遞扭矩的一種機械裝置，在國民經濟領域有著廣泛的應用。膜片聯軸器是其中應用廣泛的，其靠膜片的彈性變形來補償兩軸的相對位移，是一種高性能的金屬元件撓性聯軸器，其強度高、壽命長，具有耐酸、耐堿、防腐蝕的特點，適用于高溫、高速、有腐蝕介質工況環境的軸系傳動。
膜片聯軸器主要由膜片組、法蘭盤和連接螺栓組成。
2 不銹鋼膜片的應力分析
具體工況可分為下面三種情況：
?。?）轉矩傳遞引起的薄膜應力
在膜片的8個對稱的螺栓中，4個為主動螺栓，4個為從動螺栓，膜片聯軸器傳遞轉矩T時，主動螺栓帶動從動螺栓，假設每個螺栓所受的力大小相等，螺栓分布圓的直徑為D，則每個螺栓所受的力F=T/2D，根據力的作用相互性原理，每個螺栓對膜片孔的作用力F=T/2D，對于所分析的1/4膜片而言，其方向沿著分布圓切線方向作用于中間螺栓孔一側中部，分析時，須固定其軸向位移和徑向位移。
?。?）離心慣性力產生的離心應力
膜片聯軸器常用于聯接兩個高速旋轉的軸，而高轉速機械的離心慣性力在結構應力計算中十分重要，其離心慣性力可近似等于徑向單位體力。
?。?）軸向變形引起的膜片彎曲應力
在聯軸器安裝時，膜片沿軸線方向由于安裝誤差會產生一定的偏移，因此膜片在工作時會發生彎曲變形。此種狀態下，位移加載在中間螺栓孔處的軸線方向，徑向位移和周向位移固定。
3 有限元方法求解和實例計算
下面對新型膜片聯軸器的圓環型膜片進行不同工況條件下的有限元分析，其技術參數如下：
?。? ）單個膜片的結構尺寸，其中膜片厚度為0.5mm。
?。?）膜片的數量為20層。
?。?）聯軸器的轉速n=3650r/min，傳遞功率450kw。
?。?）膜片材料采用耐高周疲勞的0Cr18Ni92/3H不銹鋼片。
聯軸器通過20層膜片上的8個螺栓將轉矩從一端傳遞到另一端。通過ANSYS仿真可得，轉矩作用下，大Mises應力，發生在中間螺栓孔的內邊緣，扭轉作用下的大主應力，同樣發生在中間螺栓孔的內邊緣。
離心力作用下的膜片Mises應力，大Mises應力，發生在中間螺栓孔內邊緣，離心力作用下的膜片大主應力也發生在中間螺栓孔內邊緣，其值。
聯軸器的安裝誤差及軸向位移引起膜片的彎曲變形，軸向變形所應起的膜片大Mises應力，發生在中間螺栓孔的內邊緣， 軸向位移引起的彎曲應力大，離心慣性力產生的離心應力小，其大值即膜片危險點均出現在中間螺栓孔的邊緣，這與我們平時常見的膜片損壞結果是相一致的。 在不同工況下，軸向變形引起的彎曲應力遠大于離心力和轉矩引起的應力，而且這個應力出現在螺栓孔的邊緣，并且是隨著聯軸器的旋轉而不斷的交替變化的交變應力，很容易引起膜片的疲勞破壞，所以，在聯軸器的設計中，要重點考慮彎曲變形引起的疲勞破壞，而且還要采取能使應力分布均勻的措施，此外，在聯軸器的安裝時，要盡量減小軸向安裝偏差。
