 梅花联轴器
一种新型梅花联轴器的设计与有限元分析
通常情况下，利用轴联轴器将扭矩或转速从主动轴或轮轴传递到从动轮或轮轴。大型船舶、轨道机车、工程机械和水利石油等动力传动系统因长轴距传输扭矩和转速导致装备系统重量和生产成本增加、体积庞大、长轴加载时挠度增加，同时不可避免的造成轴系振动和噪声加大，严重时可使高速、高精度的轴承和齿轮过早损坏。鉴于人们对联轴器的高要求，以及节约贵重金属，发展可持续性和建设环境友好型社会。在充分利用新型高性能复合工程橡胶和铝合金的优点的背景下，势必需要开发一种调节动、静平衡等级，减小联轴器转动惯量，自适应调节并补偿制造、装配和传动误差，过滤非稳态波动干扰能力强［1］，轴向距离长、功率大、经济环保和可靠性高的复合瓣式联轴器。
本文主要针对现有的各类弹性联轴器存在的共性问题，设计了一种新型的梅花联轴器，对关键部件进行了参数设计，对梅花联轴器进行了有限元分析，得到了橡胶的mises等效应力，其值小于其许用应力，且仿真分析了输入端的扭转刚度。
1梅花联轴器的结构及特点是该联轴器的整体结构是该联轴器的三维爆炸，该联轴器主要包括：输入轴法兰盘3、过渡座7输出轴法兰盘10、和瓣状橡胶－金属块复合弹性体4。输入轴法兰盘3通过联接螺栓组2与瓣状橡胶－金属块复合弹性体4以可拆卸的方式固定连接；过渡座7在输入、输出轴法兰盘两端设置梅花凸台，并通过周向四组螺钉5与瓣状橡胶—金属块复合弹性体4以可拆卸的方式固定连接，联轴器输出端与输入端的联结形式相同。
中空形过渡座7的两端相对一侧设置圆柱形配重块9，中空结构提高整体强度和扭转刚度，同时极大减轻联轴器重量，周向布置的一组配重块能改善铸造、装配和恶劣工况引起的非平衡轴向弯矩和周向扭矩以及危害性转动惯量。
输入法兰盘、输出法兰盘和过渡座采用金属模压铸成型，过渡座两端梅花凸台交错成45°角，中空形过渡座轴向两端设置角度为60°的导程角，同一端每两梅花凸台间对称设置角度为8°的拔模角。拔模角和导程角有利于对中和脱模，模具填充速度快，铸件断面纹路一致，同时梅花凸台周向交错可互相抵消不平衡力和力矩，极大的改善工件受力状态。瓣状橡胶～金属块复合弹性体由金属块12、橡胶13，金属片14和金属片15构成。金属块12和金属片14、金属片14与橡胶13粘结的宽大表面上沿横向和纵向均设有间距为4mm的加强筋，加强筋的设置能够提高复合弹性体的刚度与强度，同时能够增大粘接时异性体之间的接触面积，使两者粘接更加牢固和可靠。瓣状橡胶～金属块复合弹性体使本联轴器可自适应调节并补偿制造、装配和传动误差，过滤非稳态波动干扰能力强。
瓣状橡胶—金属块复合弹性体4嵌入输入轴法兰盘梅花键后在其周向产生预压缩变形；受载后承载的瓣状橡胶—金属块复合弹性体数量增多，受力趋向均匀，而且消除在硫化和加载时产生的拉伸应力，同时减小回转轴线上的漂移，提高旋转精度和使用寿命。金属块上沿联轴器轴向还设置有定位销孔16，瓣状橡胶—金属块复合弹性体和过渡座通过销定位以及螺栓配合固定连接，连接方式简单，拆装方便。瓣状橡胶—金属块复合弹性体4周向上同一组硬度等级相同；从而使联轴器加载时受力均匀，机械传动平稳；另外，硬度等级标识刻印于金属块的易见位置，安装与拆卸时不容易混淆，瓣状橡胶—金属块复合弹性体4的金属块12、瓣状橡胶－金属块复合弹性体金属片14、金属片15和过渡座3均有铝合金制成，采用铝合金质量轻，取材容易，制造方便。
泊头市友盛联轴器有限公司专业制造生产鼓型齿式联轴器，弹性柱销联轴器，星型联轴器，梅花联轴器，膜片联轴器，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
|
沈网警备案20040880号
