第一章   緒 論

高速旋轉(zhuǎn)機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、角向等相對位移常要求采用撓性聯(lián)軸節(jié)來補償。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，如能在惡劣的環(huán)境下工作，能在不干擾主、從動機械情況下裝拆，具有失效保護性，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、長壽命、無需潤滑、無需維護等特點，正由于這些優(yōu)點，它受到廣泛的重視。基于它自身的特點，疊片式撓性聯(lián)軸節(jié)完全可以滿足絕大多數(shù)工程實踐對于不對中方面的要求，因而被廣泛應(yīng)用于蒸、燃?xì)廨啓C、電動機、柴油機等多種原動機和齒輪箱、各種泵、攪拌機以及船用的操舵裝置等上面。

在國內(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年投入運行。此前他們已試研制出一臺功率為4000馬力、轉(zhuǎn)速13000轉(zhuǎn)/分的6孔束腰型聯(lián)軸器用于壓氣機試驗臺燃?xì)廨啓C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)試驗站經(jīng)過一系列的試驗以及AEI有限公司在海軍資助的蒸、燃?xì)廨啓C試驗臺上對此聯(lián)軸器進行了試驗。通過這些試驗表明，疊片撓性聯(lián)軸器在調(diào)整運行過程中通常發(fā)生的不對中是十分令人滿意的，并能在很大的不對中情況下工作相當(dāng)?shù)臅r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皇家空軍幾乎在其所有水面艦艇的動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)動機上。繼英國之后，法國也將疊片聯(lián)軸器安裝在“海豚”直升飛機上用作水平旋翼和尾翼的動力傳遞。而伊朗的“SAAM”級艦和利比亞海軍護衛(wèi)艦“VOSPERMK7”都使用了鋁銅鎳合金聯(lián)軸器，用在奧林普斯發(fā)動機和齒輪箱間進行傳動。目前，一些發(fā)達(dá)工業(yè)國家相繼發(fā)展這種聯(lián)軸器并給以規(guī)范化和系列化，如美國已將它列入API612標(biāo)準(zhǔn)，德國的REICH公司、TSCHAN公司、意大利的FIAT公司等均已進行了系列化生產(chǎn)，其應(yīng)用的范圍遍及六大洲。

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

就純設(shè)計工作而言，國內(nèi)雖已發(fā)表了有關(guān)用有限元法來分析計算疊片聯(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，計算了疊片分別在傳扭、軸向位移和純角不對中情況下的疊片應(yīng)力，卻并沒有得出符合實驗結(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疊片進行強度、振動研究的基礎(chǔ)上，進一步展開研究，對疊片心部最易損壞的螺栓孔部分進行了微動磨損分析，進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有限元計算，然后針對各種載荷計算相應(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)軸器的振動模型并計算出疊片聯(lián)軸器的靜頻和動頻，并為了疊片聯(lián)軸器用途的可拓展性，對疊片的外形設(shè)計進行了初步的探索。

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