国内外联轴器的研究及发展现状

 国内外联轴器的研究及发展现状

早在1663年时，英国物理学家RobertHook制造出了类似于现在的十字轴式万向联轴器的联轴器。单个联轴器传递转速时会引起不均匀性，1683年，胡克产生了利用两个万向联轴器来抵消这个不均匀性的想法；1933年福特工程师AlferdRzeppa成功研制出了球笼式万向联轴节，对现在联轴器设计的指导意义很大，它通过具有分度杆控制的球笼为钢球导向：十字轴式联轴器经双联后即可达到等速的要求，且结构简单、便于加工，在机械领域   了广泛应用。

近年以来，在联轴器的设计方面，我国的专家学者也获得了   成果。1995年李淑民研制出了球头柱销等速万向联轴器，这种联轴器结构简单且便于制造加工，非常具有实用价值；2002年肖研制出了一种新型等角速环又万向联轴器，它在技术性能上达到了球笼式联轴器的水平，且加工制造容易、成本低廉。合肥工业大学的柯尊忠等对无螺栓十字轴万向联轴器建立了叉头的整体有限元模型，从减小叉头的   大应力的角度出发，对叉头的内轮廓进行形状优化设计。

在运动学方面，利用坐标变换矩阵理论，   了万向联轴器传递运动的非等性；考虑到了单十字型万向联轴器轴的交角随时间的周期变化，   了单十字万向节的运动特性；通过对双十字轴万向联轴器的空间运动约束分析，分别建立了系统动力学和运动学模型，应用数值分析软件，观察到了万向联轴器运动时存在的简谐性，但文中建立约束方程这个问题比较复杂。十字环槽式双万向联轴器是由十字轴式双万向联轴器变化而来的一种新型的联轴器，是不等角速万向式联轴器，特点是结构紧凑、传扭、主从动轴间许用偏转角大、装拆维护方便等。

所设计的新型弹性联轴器，是采用了蒙乃尔金属波纹管而设计的新型弹性联轴器，它克服了因材料本身存在的理化性能带来的限制，补偿，传动精度高，可用于   机械传动装置中。

对联轴器振动特性等作了较为深入的   。提出了联轴器的轴向弹性刚度变化是非线性的，即随轴向位移的变化，轴向弹性刚度不与轴向变形成正比。

在弹性联轴器中，挠性元件的受力情况比较复杂。对此有过一些分析。   先，它的形状尺寸决定了其它部分的尺寸，因此对膜片进行优化设计时，其它尺寸也就随之确定了。挠性元件是承受多种载荷的，如扭转载荷，离心裁荷，轴向位移引起的载荷，角不对中引起的载荷等。在用有限元分析其强度时要涉及到平面应力、薄板的弯曲及角不对中的同题。角不对中要把它化为薄板的弯曲同题，然后还要区分静应力和交变应力，再列出强度条件。还有振动频率约束，在此用传递矩

阵来分析该系统的轴向、横向固有频率。在优化过程中经常要进行大量有限元分析，振动特性分析，因此要很好地解决有限元的前置处理、自动分单元、自动分节点、自动分载荷等问题和自动化，否则是不能进行的。

联轴器是在循环载荷作用下的动设备，而挠性元件是联轴器工作过程中的薄弱环T在循环应力作用下，挠性元件通常会发生疲劳破坏。区别于静力破坏，疲劳破坏是一利非常复杂的情况，关于疲劳破坏产生的机理方面的   工作，也一直没有间断过。

疲劳是一个包含许多学科的   分支，它可以为基础   以及工业   提供许多多种多样的现象。材料学科、力学、结构强度都从不同的侧面对疲劳进行了   。疲崔寿命分析方法是疲劳   的主要内容之一，从疲劳   史可以看到对疲劳寿命分析方泥的   伴随着整个历史。

从静强度的角度出发，对弹性联轴器的挠性元件进行了受力分析，在利用有限元进行不同工况下的应力分析后，所计算的   大应力低于材料的屈服   。但由于联轴器属于动设备，其工作状况也区别于一般的静设备。挠性元件的破坏往往也是由循环载荷作用下带来的疲劳而引起，只要作用的时间足够长，这个循环载荷在远小于屈服   时就可能造成疲劳破坏。所以对于有循环载荷作用下的动设备来说，只从静张度的角度出发来校核设备的强度还不够，还需要从疲劳强度的角度出发，校核其强度。

纵观联轴器的   现状，可以看出，以往的   中涉及到联轴器与轴的联接方式的并不多，而对于联轴器其它方面的   ，大多都是基于解析方法的基础上进行的。目前，随着计算机技术及有限元分析的发展，有限元技术在工程上的指导和应用越来越广泛，将有限元方法应用到一些新型机械部件，如新型联轴器的设计及性能优化，是其应用的一种趋势。

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