膜片型联轴器的选型与旋转时的应力

膜片型联轴器的选型与旋转时的应力

膜片型联轴器的选型原则有以下五点，我们一起来看看：

一、膜片型联轴器常用于伺服系统中，膜片具有很好的扭矩刚性，但稍逊于波纹管联轴器。

二、根据轴径调整型号：初步选定的轴承联轴器联接尺寸，即轴孔直径d和轴孔长度L，应符合主、从动端轴径的要求，否则还要根据轴径d调整联轴器的规格。

三、膜片型联轴器这种特性有点像波纹管联轴器，实际上联轴器传递扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄，所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲，因此可以承受高达1.5度的偏差，同时在伺服系统中产生较低的轴承负荷。

四、膜片型联轴器至少由一个膜片和两个轴套组成。膜片被用销钉紧固在轴套上一般不会松动或引起膜片和轴套之间的反冲。有一些生产商提供两个膜片的，也有提供三个膜片的，中间有一个或两个刚性元件，两边再连在轴套上。

五、膜片型联轴器尤其精巧，如果在使用中误用或没有正确安装则很容易损坏。

对于膜片型联轴器的应力分析：

一、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。

二、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。

三、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。

四、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。

五、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。

当膜片联轴器旋转时，其角向偏移将产生交变应力，每旋转一周循环交变一次。膜片动应力将导致膜片和螺栓的疲劳破坏，因而准确地计算动静复合应力，是预测膜片联轴器寿命、膜片式联轴器工作的关键。已有的相关多限于分析膜片在单承受某一种载荷时的应力分布情况，而对于膜片实际承受复杂载荷时的动静复合应力较少涉及。相邻两螺栓孔之间的膜片段可等效为悬臂梁，并利用材料力学的方法推导出连杆型膜片联轴器在单承受转矩、离心载荷、轴向偏移以及角向偏移时膜片内部应力的计算公式，同时提出了一种计算膜片扭转刚度的方法，是运用经验公式来分析膜片应力和刚度的典型方法，但是其不足是无法考虑螺栓孔周围区域应力集中效应的影响，导致计算应力与实际应力有大的差距。

系统的稳定性在膜片联轴器两侧轴承处的不对中量作用下有的趋势。在不对中量的影响下，系统的较小对数衰减率减小，失稳转速下降。

联轴器两侧和系统两端轴承处的不对中量对系统支承负荷分配的影响是不同的。联轴器两侧支承的负荷分配随该处不对中量的增加而增大，而在系统两端轴承处不对中量的影响下减小。而系统两端轴承处的负荷分配随联轴器两侧支承处的不对中量的增加而减小，而在自身处的不对中量的影响下有所增大。由于膜片联轴器的隔振功能使一跨转子系统支承处的不对中量对另一跨转子轴承的动静特性影响较小。

系统的固有特性在不对中量的作用下发生改变，其中特征值的实部的相应值减小，而虚部增加，而且系统的前几阶模态不在呈现出对称或反对称的特性，以其中一跨转子的变形为主，另外一跨几乎不发生变形。

膜片联轴器的转子一轴承系统的不平衡响应。起先利用高斯消去法，求解系统在不平衡量的作用下所引起的强迫振动：分析了各结点的不平衡响应。然后以对称布置的膜片联轴器祸合的多跨转子一轴承系统为对象，通过数值模拟分别分析了膜片联轴器的刚度和转子的不对中对系统不平衡响应的影响；详细分析了不对中状态下，系统支承处的不平衡响应随转速的变化，主要结论如下：

一、当系统通过临界转速区域时，转子的不对中量对系统的不平衡响应有显著影响，然而在工作转速处，这种影响变小。

二、对于对称的转子一轴承系统，当膜片联轴器径向刚度等于某些值时，其转角刚度对系统的不平衡响应影响很大。膜片联轴器的径向刚度时，转角刚度决定了其隔振效果。当k，较小时有显著的隔振功能。随着k，的增大，其隔振效果在逐渐下降。通过分析表明膜片联轴器的转角刚度是影响其隔振效果的一个重要因素。

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