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膜片联轴器的膜片扭转刚度与选择步骤

发布时间:2021-07-25  发布者:鑫研传动
内容摘要: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。

介绍计算膜片联轴器膜片扭转刚度的方法

1、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。

2、比较典型的运用有限元法和薄板弯曲理论对膜片应力和疲劳寿命开展的研讨。其共同点是先分析膜片在各种单工况下的应力,将3种静态应力(轴向弯曲应力、膜片应力、离心应力)的组合应力作为膜片的平均应力,将旋转时角向偏移引起的应力作为交变应力幅,应用静力学分析分别求得平均应力和交变应力幅,然后基于此结果进行疲劳分析。

3、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、确定膜片式联轴器工作的关键。

4、已有的相关研讨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。联轴器的形式很多,根据功能和原理的不同分为3类:普通联轴器、联轴器、特别联轴器。联轴器是在普通联轴器基础上增加机构,一旦扭矩过载,可以使传动中断或限制扭矩的传递,从而保护机器的重要部件不受损坏。特别联轴器是指用非机械方式联接的联轴器,如液力传动、气压传动或磁力传动的联轴器。

在运转时显得较为突出,如在离心力的作用下,油的分离、泄漏等,以及润滑油的选择,往往因润滑设计用的是被连接机器的轴承润滑油,而不是承载能力适当的齿轮润滑油。因此,运转的齿式联轴器的润滑问题尤为突出。另一方面,齿面相对滑移产生的磨损又会造成油泥和不平衡等一系列问题。所以,虽然齿式联轴器曾经是大功率应用的选择,但随着膜片联轴器的出现和发展,齿式联轴器逐步淡出了。

金属膜片挠性联轴器主要由金属膜片组、法兰盘、两端轴、中间轴和连接螺栓组成,是一种有普遍发展前途新型的可取代齿式联轴器和弹性联轴器的两轴挠性连接装置。目前常用结构有圆环式、多边式和束腰式。由于圆环式结构简单、制造方便而较为普遍的应用。20世纪80年代由引进的各种装置、设备或引进技术制造的设备上均大量配用此种联轴器。实践表明,金属膜片联轴器失效在通常情况下均为膜片疲劳破环所致,因而许多学者致力于膜片应力和寿命分析,从中影响因素。本次主要是在重载、高转速、安装有大偏差工况下对给定的8孔联轴器中的圆环膜片进行应力计算。从中寻求正确的膜片结构参数和允许的安装误差及大承受载荷。

我们就来讲一讲膜片联轴器的选择步骤和方法。

1、根据轴径调整型号。初步选定的膜片联轴器联接尺寸,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。主、从动端轴径不相同是普通现象,当转矩、转速相同,主、从动端轴径不相同时,应按大轴径选择联轴器型号。新设计的传动系统中,应选择符合GB/T3852中规定的七种轴孔型式,推荐采用J1型轴孔型式,以提升通用性和互换性,轴孔长度按联轴器产品标准的规定。

2、选择联接型式。联轴器联接型式的选择取决于主、从动端于轴的联接型式,一般采用键联接,为统一键联接型式及代号,在GB/T3852中规定了七种键槽型式,四种无键联接,用得多的是A型键。

3、选定联轴器品种、式、规格。根据动力机和联轴器载荷类别、转速、工作环境等综合因素,选定联轴器品种;根据联轴器的配套、联接情况等因素选定联轴器型式;根据公称转矩、轴孔直径与轴孔长度选定规格。为了轴和键的强度,在选定联轴器型号后,应对轴和键强度做校核验算,以后确定联轴器的型号。

4、选择膜片联轴器品种、型式。了解联轴器在传动系统中的综合功能,从传动系统总体设计考虑,选择联轴器品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴器的品种。根据配套主机的需要选择联轴器的结构型式,当联轴器与制动器配套使用时,宜选择带制动轮或制动盘型式的联轴器;需要过载保护时,宜选择联轴器;与法兰联接时,宜选择法兰式;长距离传动,联接的轴向尺寸大时,宜选择接中间轴型或接中间套型。

5、选用标准膜片联轴器。设计人员在选择联轴器时先应在已经制定为标准、机械行业标准以及联轴器中选择,只有在现有标准联轴器和联轴器不能达到设计需要时才需自己设计联轴器。

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