膜片联轴器膜片承受的转矩

对膜片进行受力分析，膜片受到的载荷有：①扭距在膜片中产生的拉压力，②由轴线偏斜而引起的弯矩，③螺栓与膜片质量离心力，④膜片轴向位移引起的弹性推力，⑤螺栓预紧力。扭矩T使膜片产生的拉伸或压缩压力和质量离心力应力都随转速而变化。安装运行工况一些时，①、②、④、⑤均属于不变应力。弯矩M使膜片产生弹性推力，且在轴每转一圈时应力循环变换一次。

膜片联轴器的主要失效不是由于膜片组件传扭能力不足，而是膜片和螺栓在交变循环复合应力作用下的疲劳所致。因此本章先计算膜片的强度，膜片的疲劳计算在下一章进行。

膜片承受的转矩主要靠主、从螺栓间膜片的拉压受力传递。为了简化计算，作以下基本假设：

一、在运行过程中，膜片端部保持平行；

二、仅考虑传递扭矩引起的应力；

三、不计各膜片间微小的相对运动产生的表面剪力，即将所有膜片视为一整体；

四、假定每个主动螺栓所受的力相等，该力沿驱动方向。

膜片联轴器具有径向、轴向和角向等轴线偏差补偿能力，具有结构紧凑、回转半径小、承载能力大、传动速率不错、噪声低及维修周期长等优点。鼓型齿式联轴器在工作时，因此，齿式联轴器需在有良好和密封的状态下工作。

随着近代工业技术的高度发展，对膜片联轴器的承载能力、速率、圆周速度、体积和重量等技术和经济指标提出了愈来愈高的要求。膜片联轴器就是在直齿齿式联轴器的基础上为达到大倾角、变倾角、小尺寸和高性等技术要求发展起来的。膜片联轴器的结构基本上是对称的。从齿顶方向看外齿轴套上的齿为鼓形齿，齿厚从中心到两边逐渐减小，与它相啮合的内齿圈上的齿为直齿。由于外齿轴套齿顶和齿面都是弧形的，因此整个联轴器是双活节的，并且是挠性的，这样就可以适应两个轴线间的大偏角。膜片联轴器在生产实践中发挥着重要的作用。它可以补偿两联接轴因轴线不重合引起的角误差，轴向和径向安装误差，允许两轴有的位移。

研讨膜片联轴器的背景，联轴器是一种重要的机械基础部件，其功用是将主动轴和从动轴联接起来，传递转矩使两轴一同转动。在特别工况下如玻璃工业搅拌机用膜片联轴器，由于鼓形齿的受力状态是一个多齿接触，非线性问题，守旧的计算模型与工程实际存在大的偏差，齿面疲劳损坏及连接螺栓孔变形等失效问题仍是迫切需要研讨解决的问题。

鼓形齿啮合齿面经渗碳淬火处理后，承载能力高；鼓形齿的主要失效形式是磨损，采用强制稀油润滑后，齿面磨损大幅度降低，磨损量是脂润滑的10%左右，循环稀油可带走轧辊端的轧制热量及轮齿摩擦产生的热量，防止了轮齿材料表面许用接触应力降低；正常情况下，不会出现断齿现象，达到连续轧机工作特点的要求；该膜片联轴器能够达到轧机窜辊轧制的要求，伸缩方便；使用稳定，清洁，快等特点。

膜片联轴器的外齿分为直齿和鼓形齿两种齿形，膜片联轴器可允许大的角位移（相对于直齿联轴器），可改进齿的接触条件，提升传递转矩的能力，延长使用寿命。有角位移时沿齿宽的接触状态。

在种类繁多的联轴器中，膜片联轴器具有小型、传递扭矩大，吸收联接误差能力不错，并具有优良的长时间性等优点，是中型和重型机械中较常见的联接两传动轴的部件。工程实际中，由于制造和安装误差，零件的变形、磨损、基础的下沉等原因，将引起两轴轴线位置的偏移，发生轴向位移、径向位移、角位移和综合位移等。偏移的存在使得轴、轴承、联轴器产生附加动载荷，引起振动，使机器零件工作情况。