本文通過運用理論的數值分析方法對聯軸器的設計提出改進，并利用有限元分析軟件對蛇簧聯軸器進行模態分析，確定結構中的振動特性，得出的研究結果為解決蛇簧聯軸器的振動現象提供了理論依據，同時模態分析也是結構的動力分析、諧響應分析以及靜力試驗的基礎。 

　　2 蛇簧聯軸器的模態分析 
　　本次研究對象為煤礦火力發電中輸送皮帶機上常用的JS9型蛇簧聯軸器，對其進行模態分析就是確定聯軸器的振動特性，并可得出蛇簧聯軸器在運轉中發生共振的條件。 
　　ANSYS Workbench Environment（AWE）作為新一代的仿真環境，提供了許多優秀的系統解決方案。在在AWE里，模態分析流程一般如圖2所示： 
　　2.1 聯軸器有限元模型建立 
　　JS9型蛇簧聯軸器的性能參數如上表1所示，同時為了縮小求解規模并根據聯軸器的特點，對幾何模型做了必要的簡化，主要是去掉模型中較小的倒角、圓角。根據國家標準JB/T8869-2000規定，應用PRO/E構建出JS9聯軸器YA100×127/YA100×127三維實體模型，并完成其裝配（以聯軸器的軸線方向為Z軸）。然后通過PRO/E與ANSYS Workbench的接口，將其導入ANSYS Workbench里，各實體間會自動生成接觸對，并選擇分析類型為Modal（模態分析）。 
　　2.2 定義材料及網格劃分 
　　蛇簧半聯軸器由Q235鋼制成，該材料的彈性模量為210GPa，泊松比為0.3，密度為7800kg/m3；蛇形彈簧的材料是60Si2Mn彈簧鋼，其彈性模量為205GPa，泊松比為0.29，密度為7850kg/m3。 
　　有限元法的基礎是用有限個單元體的集合來代替原有的連續體。一般情況下，把三維實體劃分為四面體或者六面體單元的網格。在網格劃分時，網格數量的多少將影響計算結果的精度和計算規模大小。本次采用四面體單元和六面體單元對聯軸器進行網格劃分，如圖3所示，劃分后有29747個節點，10742個單元。 
　　2.3 施加約束 
　　3 結論 
　　本文針對煤礦發電輸送皮帶機上使用的蛇簧聯軸器發生振動的現象，對其進行了振動分析。一方面，從理論數學模型出發，給出了通過改善聯軸器振動性能的措施；另一方面，利用有限元分析，在ANSYS Workbench里對其進行了模態分析，計算出前4階的固有頻率以及最大位移量，并進行了各階振型的深入分析。 
　　在以上分析的基礎上，給出以下兩個建議：①在聯軸器的設計階段，蛇簧截面的厚度和高度比即h/b應該增加，但是隨著轉矩變大，這個比值要變小。②要使聯軸器的工作轉速避開臨界轉速一定范圍，一方面可以更改蛇簧聯軸器的型號，選擇徑向尺寸大 點的聯軸器；另一方面，通過變速箱來控制蛇簧聯軸器轉速在1916r/min以內，同時在材料上可以選擇彈性模量大點的材料。這些都有利于改善聯軸器的振動。