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第一章   緒 論

高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械間的正確連接問題一直受到廣泛的注意。各種因素引起的軸系各連接部分的軸向、橫向、角向等相對(duì)位移常要求采用撓性聯(lián)軸節(jié)來補(bǔ)償。疊片式撓性聯(lián)軸器是一種全金屬干式撓性聯(lián)軸器，它通過一組或幾組極薄的不銹鋼片來傳遞扭矩的裝置。輸入輸出軸間的相對(duì)位移由疊片材料的撓性來吸收。

疊片式撓性聯(lián)軸節(jié)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如能在惡劣的環(huán)境下工作，能在不干擾主、從動(dòng)機(jī)械情況下裝拆，具有失效保護(hù)性，能保持不變的低不平衡量，當(dāng)然，它更重要的是具有良好的補(bǔ)償功能，能夠適應(yīng)一般聯(lián)軸節(jié)所不能適應(yīng)的工況，并且它具有高度的可靠性、長(zhǎng)壽命、無需潤(rùn)滑、無需維護(hù)等特點(diǎn)，正由于這些優(yōu)點(diǎn)，它受到廣泛的重視。基于它自身的特點(diǎn)，疊片式撓性聯(lián)軸節(jié)完全可以滿足絕大多數(shù)工程實(shí)踐對(duì)于不對(duì)中方面的要求，因而被廣泛應(yīng)用于蒸、燃?xì)廨啓C(jī)、電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等多種原動(dòng)機(jī)和齒輪箱、各種泵、攪拌機(jī)以及船用的操舵裝置等上面。

在國(guó)內(nèi)自從1980年中船公司703研究所成立疊片撓性聯(lián)軸器的課題研究小組以來，疊片聯(lián)軸器也得到了較為廣泛的應(yīng)用，703研究所研制了功率為204馬力、轉(zhuǎn)速為375轉(zhuǎn)/分、角不對(duì)中量為0.5度、傳遞推力為5噸的6孔束腰和8孔束腰型聯(lián)軸器，于1985年投入運(yùn)行。此前他們已試研制出一臺(tái)功率為4000馬力、轉(zhuǎn)速13000轉(zhuǎn)/分的6孔束腰型聯(lián)軸器用于壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)與主輪箱中間聯(lián)結(jié)。而哈爾濱船廠已在新船的軸系設(shè)計(jì)上直接采用了可傳推力型疊片聯(lián)軸器，這些應(yīng)用都取得了良好的效果。

而在國(guó)外，疊片聯(lián)軸器的應(yīng)用與發(fā)展更加令人鼓舞，成立于1945年的英國(guó)弗萊克斯博克斯公司是專門生產(chǎn)米斯塔斯特林姆功率傳遞聯(lián)軸器，1956年起帕米屈拉達(dá)試驗(yàn)站經(jīng)過一系列的試驗(yàn)以及AEI有限公司在海軍資助的蒸、燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)此聯(lián)軸器進(jìn)行了試驗(yàn)。通過這些試驗(yàn)表明，疊片撓性聯(lián)軸器在調(diào)整運(yùn)行過程中通常發(fā)生的不對(duì)中是十分令人滿意的，并能在很大的不對(duì)中情況下工作相當(dāng)?shù)臅r(shí)間。疊片撓性聯(lián)軸器的一系列使用以及獲得的滿意的效果使英國(guó)皇家空軍幾乎在其所有水面艦艇的動(dòng)力裝置中都安裝了此類聯(lián)軸器，到六十年代中期，弗萊克斯博克斯公司又研制了新型的“T”系列（即束腰型系列）聯(lián)軸器，并成功的應(yīng)用到“42”型驅(qū)逐艦太因發(fā)動(dòng)機(jī)上。繼英國(guó)之后，法國(guó)也將疊片聯(lián)軸器安裝在“海豚”直升飛機(jī)上用作水平旋翼和尾翼的動(dòng)力傳遞。而伊朗的“SAAM”級(jí)艦和利比亞海軍護(hù)衛(wèi)艦“VOSPERMK7”都使用了鋁銅鎳合金聯(lián)軸器，用在奧林普斯發(fā)動(dòng)機(jī)和齒輪箱間進(jìn)行傳動(dòng)。目前，一些發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家相繼發(fā)展這種聯(lián)軸器并給以規(guī)范化和系列化，如美國(guó)已將它列入API612標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)的REICH公司、TSCHAN公司、意大利的FIAT公司等均已進(jìn)行了系列化生產(chǎn)，其應(yīng)用的范圍遍及六大洲。

從國(guó)內(nèi)外的情況來看，國(guó)外對(duì)疊片聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)已相當(dāng)成熟，對(duì)其強(qiáng)度特性和振動(dòng)特性的研究已相當(dāng)深入。但在國(guó)內(nèi)卻起步較晚。1977年召開的高速大功率撓性聯(lián)軸器國(guó)際會(huì)議以及國(guó)外近年來在該領(lǐng)域中的迅速發(fā)展對(duì)我國(guó)產(chǎn)生了深刻的影響，我國(guó)先后派遣技術(shù)人員出國(guó)考察學(xué)習(xí)，除中船總公司703所外，614所等單位也相繼對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行研究。

就純?cè)O(shè)計(jì)工作而言，國(guó)內(nèi)雖已發(fā)表了有關(guān)用有限元法來分析計(jì)算疊片聯(lián)軸器的文章，但只是用有限元法研究了“M”型疊片的力學(xué)模型，計(jì)算了疊片分別在傳扭、軸向位移和純角不對(duì)中情況下的疊片應(yīng)力，卻并沒有得出符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的疊片應(yīng)力分布規(guī)律。本文將在前界學(xué)生利用有限元法的板單元對(duì)疊片進(jìn)行強(qiáng)度、振動(dòng)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步展開研究，對(duì)疊片心部最易損壞的螺栓孔部分進(jìn)行了微動(dòng)磨損分析，進(jìn)而與原板元連接在一起，建立了在受到離心、扭轉(zhuǎn)、軸向、角向等載荷下的完整的力學(xué)模型，通過APOLANS有限元計(jì)算，然后針對(duì)各種載荷計(jì)算相應(yīng)應(yīng)力，得出各種載荷下的應(yīng)力分布規(guī)律，再將各種載荷下的應(yīng)力相疊加計(jì)算出疊片聯(lián)軸器的安全系數(shù)，然后提出疊片聯(lián)軸器的振動(dòng)模型并計(jì)算出疊片聯(lián)軸器的靜頻和動(dòng)頻，并為了疊片聯(lián)軸器用途的可拓展性，對(duì)疊片的外形設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步的探索。

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