膜片联轴器膜片应力和扭转刚度计算

膜片联轴器是一种全金属干式挠性联轴器。它通过较薄的合金钢片产生弹性变形来实现联轴器的挠性传动，使联轴器既可以吸收两侧传动轴的不对中和吸收冲击，还可以在其它含非金属元件的联轴器难于承受的高温、恶劣条件下工作，获得长的使用寿命和较好的力学性能。它的结构也简单，装卸方便，造价低，无需润滑与维护。膜片联轴器的这些优点使其广泛应用于航空、舰船、石油化工、机械制造等。

金属膜片挠性联轴器的结构主要由金属膜片组(膜片)、半联轴器、中间节、压紧元件、螺栓、防松螺母、垫圈等组成，是其常见的结构。其工作原理为：转矩从主动端半联轴器输入，经过沿圆周间隔布置的主传扭螺栓将转矩传输至膜片组，再由膜片组通过螺栓传至中间节，并同样由另一端的膜片组、螺栓及从动端半联轴器输出。金属膜片是挠性联轴器的关键部件，它由   数量的薄金属膜片叠合而成膜片组，通过它来传递转矩和运动。膜片厚度一般为0.2mm~0.6mm，膜片形状主要有圆环式、轮幅式、连杆式、多边式和束腰式。

对膜片联轴器膜片应力和扭转刚度计算的研究，有助于深入而准确分析轴系扭转振动状况，为船舶动力装置的运行提供。本文根据膜片联轴器的结构特点，针对所研制的传递较大功率的8孔圆环形膜片，进行了膜片应力和扭转刚度的分析，并用有限元法进行了实例计算。

膜片是膜片联轴器的关键元件，由于联轴器中其它零件的刚度比膜片大得多，故可将膜片的刚度视为联轴器的刚度。由于联轴器轴向间偏移、传递转矩、承受离心力，膜片工作时处于复杂的受力状态。膜片作为弹性元件，承受的载荷。

l)膜面应力设传递转矩为T(N0m)，总片数为m，对于8孔螺栓，由简化条件知，T单片=T/m，每个主螺栓上所受的力为F=T/4mR；

2)离心应力假定螺栓与膜片材料相同，可计算出各自的质量，根据所处的位置和螺旋角度，可算得离心力，且作用在总质心上。

3)轴向位移引起的弯曲应力由于在轴线方向上的安装误差，使膜片沿轴线方向发生弯曲变形，通过轴向位移的大小可以求出轴向力的大小。

4)径向、角向位移引起的弯曲应力由于在轴线角向上的安装实际误差，使膜片沿轴线方向发生周期性弯曲变形，而且它是决定膜片疲劳寿命的主要因素，通过角度倾斜可以求出回复力矩的大小。

膜片传递转矩时，转矩是通过主动螺栓利用膜片元件带动从动螺栓，沿螺栓分布圆切线方向传递的。忽略膜片间微小的相对运动，认为各膜片均匀承担转矩。在联轴器传递转矩时膜片平面受力图中，带有阴影部分的圆表示主动端输入，空白圆表示从动端输出。