隨著現代裝備制造科學技術的高速發展,對膜片聯軸器的要求也越來越高。鑫程品牌膜片聯軸器是由幾組膜片用螺栓交錯地與兩半聯軸器聯接,每組膜片由數片疊集而成。膜片聯軸器靠膜片的彈性變形來補償所聯兩軸的相對位移,是一種高性能的金屬元件撓性聯軸器,不用潤油,結構較緊湊,強度高,使用壽命長,無旋轉間隙,不受溫度和油污影響,具有耐酸、耐堿防腐蝕的特點,適用于高溫、高速、有腐蝕介質工況環境的軸系傳動。
膜片聯軸器的三維模型是運用Pro/F:軟件建立的,根據模型的特點,需要對聯軸器模型進行合理的簡化。包括忽略各處的螺紋,以及忽略大多數的圓角,簡化后的幾何模型,如圖1所示。然后通過IGES文件格式,將其導入到ANSYS軟件中。選用SMOOTH選項對于輸人ICES文件進行處理,并采用SWEEP對模型進行網格劃分。通過上述建模方法,可以省去大量的建模時間,而且建立的幾何模型更接近實體。
在對結構進行靜力分析時,根據圣維南理論,可以用等效集中載荷代替靜力分布載荷添加在模型上,這種處理方法對整個結構的性能影響可以忽略不計。在工作平面的坐標原點處建立局部柱坐標系,并將模型中的所有節點都轉移到該坐標系中。將一端面端面定義全自由度約束,在另一端質心處施加(0-1000)Nm的扭矩載荷。仿真計算后結果,如圖2一圖4所示。從圖2可以看出,聯軸器的變形區域主要集中在圓盤外邊緣、和螺栓上,變形形式主要是徑向膨脹,這主要是由離心力引起的。整體結構應力分布較均勻,而最大應力分布在聯軸器的受力端部。由圖3可知,由于離心力的作用,螺栓件的外邊緣變形較大;螺栓與膜片接觸的區域大部分的應力值月為100MPa,最大應力值在107MPa以上。由應力云圖可知該膜片聯軸器的主要失效形式是螺螺栓件被壓潰或剪斷。因此、在螺栓的選型時,保證最大應力要求。由圖4可知,膜片的最大變形發生在與螺栓接觸的區域,而且整體變形比較均勻。膜片最大應力為123.227 MPa,發生在與螺栓接觸地方,整體應力分布均勻。