國內外聯軸器的研究及發展現狀

發布時間:2016-10-22  發布者:九鼎傳動

早在1663年時,英國物理學家RobertHook制造出了類似于現在的十字軸式萬向聯軸器的聯軸器。單個聯軸器傳遞轉速時會引起不均勻性,1683年,胡克產生了利用兩個萬向聯軸器來抵消這個不均勻性的想法;1933年福特工程師AlferdRzeppa成功研制出了球籠式萬向聯軸節,對現在聯軸器設計的指導意義很大,它通過具有分度桿控制的球籠為鋼球導向:十字軸式聯軸器經雙聯后即可達到等速的要求,且結構簡單、便于加工,在機械領域   了廣泛應用。

近年以來,在聯軸器的設計方面,我國的專家學者也獲得了   成果。1995年李淑民研制出了球頭柱銷等速萬向聯軸器,這種聯軸器結構簡單且便于制造加工,非常具有實用價值;2002年肖研制出了一種新型等角速環又萬向聯軸器,它在技術性能上達到了球籠式聯軸器的水平,且加工制造容易、成本低廉。合肥工業大學的柯尊忠等對無螺栓十字軸萬向聯軸器建立了叉頭的整體有限元模型,從減小叉頭的   大應力的角度出發,對叉頭的內輪廓進行形狀優化設計。

在運動學方面,利用坐標變換矩陣理論,   了萬向聯軸器傳遞運動的非等性;考慮到了單十字型萬向聯軸器軸的交角隨時間的周期變化,   了單十字萬向節的運動特性;通過對雙十字軸萬向聯軸器的空間運動約束分析,分別建立了系統動力學和運動學模型,應用數值分析軟件,觀察到了萬向聯軸器運動時存在的簡諧性,但文中建立約束方程這個問題比較復雜。十字環槽式雙萬向聯軸器是由十字軸式雙萬向聯軸器變化而來的一種新型的聯軸器,是不等角速萬向式聯軸器,特點是結構緊湊、傳扭、主從動軸間許用偏轉角大、裝拆維護方便等。

所設計的新型彈性聯軸器,是采用了蒙乃爾金屬波紋管而設計的新型彈性聯軸器,它克服了因材料本身存在的理化性能帶來的限制,補償,傳動精度高,可用于   機械傳動裝置中。

對聯軸器振動特性等作了較為深入的   。提出了聯軸器的軸向彈性剛度變化是非線性的,即隨軸向位移的變化,軸向彈性剛度不與軸向變形成正比。

在彈性聯軸器中,撓性元件的受力情況比較復雜。對此有過一些分析。   先,它的形狀尺寸決定了其它部分的尺寸,因此對膜片進行優化設計時,其它尺寸也就隨之確定了。撓性元件是承受多種載荷的,如扭轉載荷,離心裁荷,軸向位移引起的載荷,角不對中引起的載荷等。在用有限元分析其強度時要涉及到平面應力、薄板的彎曲及角不對中的同題。角不對中要把它化為薄板的彎曲同題,然后還要區分靜應力和交變應力,再列出強度條件。還有振動頻率約束,在此用傳遞矩
陣來分析該系統的軸向、橫向固有頻率。在優化過程中經常要進行大量有限元分析,振動特性分析,因此要很好地解決有限元的前置處理、自動分單元、自動分節點、自動分載荷等問題和自動化,否則是不能進行的。

聯軸器是在循環載荷作用下的動設備,而撓性元件是聯軸器工作過程中的薄弱環T在循環應力作用下,撓性元件通常會發生疲勞破壞。區別于靜力破壞,疲勞破壞是一利非常復雜的情況,關于疲勞破壞產生的機理方面的   工作,也一直沒有間斷過。

疲勞是一個包含許多學科的   分支,它可以為基礎   以及工業   提供許多多種多樣的現象。材料學科、力學、結構強度都從不同的側面對疲勞進行了   。疲崔壽命分析方法是疲勞   的主要內容之一,從疲勞   史可以看到對疲勞壽命分析方泥的   伴隨著整個歷史。

從靜強度的角度出發,對彈性聯軸器的撓性元件進行了受力分析,在利用有限元進行不同工況下的應力分析后,所計算的   大應力低于材料的屈服   。但由于聯軸器屬于動設備,其工作狀況也區別于一般的靜設備。撓性元件的破壞往往也是由循環載荷作用下帶來的疲勞而引起,只要作用的時間足夠長,這個循環載荷在遠小于屈服   時就可能造成疲勞破壞。所以對于有循環載荷作用下的動設備來說,只從靜張度的角度出發來校核設備的強度還不夠,還需要從疲勞強度的角度出發,校核其強度。

縱觀聯軸器的   現狀,可以看出,以往的   中涉及到聯軸器與軸的聯接方式的并不多,而對于聯軸器其它方面的   ,大多都是基于解析方法的基礎上進行的。目前,隨著計算機技術及有限元分析的發展,有限元技術在工程上的指導和應用越來越廣泛,將有限元方法應用到一些新型機械部件,如新型聯軸器的設計及性能優化,是其應用的一種趨勢。

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