德KTR聯(lián)軸器的應(yīng)力分布情況及改進(jìn)方法
    德KTR聯(lián)軸器是一種以金屬撓性元件來傳遞轉(zhuǎn)矩而無需潤滑的傳動(dòng)裝置，廣泛應(yīng)用于德KTR聯(lián)軸器撓性元件是由一定數(shù)量的薄金屬膜片0.2mm~0.6mm疊合而成的膜片組。工作時(shí)轉(zhuǎn)矩從主動(dòng)法蘭盤輸入，經(jīng)過沿圓周間隔布置的主動(dòng)傳扭精密螺栓將轉(zhuǎn)矩傳輸金屬膜片，再由膜片通過從動(dòng)精密螺栓傳從動(dòng)法蘭盤輸出。它通過強(qiáng)度合金膜片組產(chǎn)生彈性變形來實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器的撓性傳動(dòng)，利用膜片的柔性來吸收輸入輸出軸間的相對(duì)位移，從而補(bǔ)償傳動(dòng)軸系各個(gè)連接部分由于各種因素引起的殘余不對(duì)中。
    德KTR聯(lián)軸器能夠補(bǔ)償?shù)牟粚?duì)中形式包括如下3種基本類型：角向(兩軸線成一定角度交于兩軸端之間的中點(diǎn))、橫向(兩軸線平行偏移)和軸向(兩軸軸向間隙過大)。旋轉(zhuǎn)軸系運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的實(shí)際偏移往往是以上任意2種不對(duì)中的組合或者同時(shí)兼有3種不對(duì)中形式，因此膜片聯(lián)軸器實(shí)際工作時(shí)的載荷及變形比較復(fù)雜。
    膜片作為膜片聯(lián)軸器的關(guān)鍵彈性元件，工作時(shí)承受的主要負(fù)荷。
    當(dāng)?shù)翶TR聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時(shí)，其角向偏移將產(chǎn)生交變應(yīng)力，每旋轉(zhuǎn)一周循環(huán)交變一。膜片動(dòng)應(yīng)力將導(dǎo)致膜片和螺栓的疲勞破壞，因而準(zhǔn)確地計(jì)算動(dòng)靜復(fù)合應(yīng)力，是預(yù)測(cè)膜片聯(lián)軸器壽命、膜片式聯(lián)軸器可靠工作的關(guān)鍵。
    已有的相關(guān)研究多限于分析膜片在單獨(dú)承受某一種載荷時(shí)的應(yīng)力分布情況，而對(duì)于膜片實(shí)際承受復(fù)雜載荷時(shí)的動(dòng)靜復(fù)合應(yīng)力較少涉及。
    相鄰兩螺栓孔之間的膜片段可等效為懸臂梁，并利用材料力學(xué)的方法推導(dǎo)出連桿型膜片聯(lián)軸器在單獨(dú)承受轉(zhuǎn)矩、離心載荷、軸向偏移以及角向偏移時(shí)膜片內(nèi)部應(yīng)力的計(jì)算公式，同時(shí)提出了一種計(jì)算膜片扭轉(zhuǎn)剛度的方法，是運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式來分析膜片應(yīng)力和剛度的典型方法，但是其大的不足是無法考慮螺栓孔周圍區(qū)域應(yīng)力集中效應(yīng)的影響，導(dǎo)致計(jì)算應(yīng)力與實(shí)際應(yīng)力有較大的差距。
    比較典型的運(yùn)用有限元法和薄板彎曲理論對(duì)膜片應(yīng)力和疲勞壽命開展的研究。其共同點(diǎn)是分析膜片在各種單獨(dú)工況下的應(yīng)力，將3種靜態(tài)應(yīng)力(軸向彎曲應(yīng)力、膜片應(yīng)力、離心應(yīng)力)的組合應(yīng)力作為膜片的平均應(yīng)力，將旋轉(zhuǎn)時(shí)角向偏移引起的應(yīng)力作為交變應(yīng)力幅，應(yīng)用靜力學(xué)分析分別求得平均應(yīng)力和交變應(yīng)力幅，然后基于此結(jié)果進(jìn)行疲勞分析。
    德KTR聯(lián)軸器然而上述研究方法有兩點(diǎn)需要改進(jìn)：
    1)一般說來，靜態(tài)組合應(yīng)力的分布和角向彎曲應(yīng)力的分布是不同的。兩種情況下大應(yīng)力點(diǎn)分布的區(qū)域嚴(yán)格說來并不重合。
    2)旋轉(zhuǎn)除了產(chǎn)生離心力，還會(huì)產(chǎn)生慣性力。將大角向偏移產(chǎn)生的應(yīng)力作為交變應(yīng)力幅實(shí)際上是忽略了慣性力的影響。
    我們針對(duì)這兩點(diǎn)展開研究，以工程應(yīng)用中常見的束腰型彈性膜片聯(lián)軸器為例，利用有限元軟件ANSYS建模，將瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析方法引入膜片聯(lián)軸器的應(yīng)力分析。瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)方法是用于確定承受任意隨時(shí)間變化載荷的結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的一種方法，可分析確定結(jié)構(gòu)在靜載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷的任意組合作用下隨時(shí)間變化的位移、應(yīng)變、應(yīng)力及力。
    德KTR聯(lián)軸器是用來聯(lián)接兩軸使其一同旋轉(zhuǎn)，以傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)的一種機(jī)械傳動(dòng)裝置，在民經(jīng)濟(jì)各域有著廣泛的應(yīng)用。由于被聯(lián)接的兩軸不可能*對(duì)中，而出現(xiàn)不對(duì)中是由于機(jī)組的制造誤差、安裝誤差、承載后的變形以及溫度的變化等因素引起的。所以就要求聯(lián)軸器不僅能傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)，而且能吸收兩軸的不對(duì)中，且對(duì)機(jī)組的附加影響應(yīng)盡量小。聯(lián)軸器的發(fā)展和演變始終圍繞著這個(gè)目標(biāo)進(jìn)行。
    德KTR聯(lián)軸器的形式很多，根據(jù)功能和原理的不同分為3類：普通聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器、特殊聯(lián)軸器。安全聯(lián)軸器是在普通聯(lián)軸器基礎(chǔ)上增加安全機(jī)構(gòu)，一旦扭矩過載，可以使傳動(dòng)中斷或限制扭矩的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的重要部件不受損壞。特殊聯(lián)軸器是指用非機(jī)械方式聯(lián)接的聯(lián)軸器，如液力傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)或磁力傳動(dòng)的聯(lián)軸器。
    德KTR聯(lián)軸器應(yīng)用為廣泛。它又分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩種。剛性聯(lián)軸器分為剛性固定式聯(lián)軸器和剛性可移式聯(lián)軸器。剛性固定式聯(lián)軸器要求被連接的兩軸對(duì)中十分，且這種對(duì)中在工作中不會(huì)變化。因此，這類聯(lián)軸器雖然結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，但使用要求過于苛刻，因此很少使用。但是，在某些場(chǎng)合必須用剛性固定式聯(lián)軸器，比如需要通過星形彈性聯(lián)軸器傳遞軸向力的場(chǎng)合，或者某些重載機(jī)組用其它聯(lián)軸器不能滿足傳扭要求時(shí)。剛性可移式聯(lián)軸器其中的元件間可以相對(duì)移動(dòng)，靠相對(duì)可移性這一點(diǎn)來補(bǔ)償軸線的相對(duì)位移，因此容許兩軸軸線之間有不大的軸向位移、徑向位移和角向位移。人們十分熟悉和廣泛使用的齒式聯(lián)軸器就屬于這一類，曾經(jīng)是速大功率聯(lián)軸器的選擇。這類德KTR聯(lián)軸器由于存在元件之間的相對(duì)移動(dòng)，所以必須提供潤滑，而且它的補(bǔ)償能力受可移原件的相對(duì)滑動(dòng)速度和潤滑條件的制約。如齒式聯(lián)軸器齒面的相對(duì)滑動(dòng)速度應(yīng)不大于0.12m/s所以在速重載時(shí)，這種聯(lián)軸器的角向補(bǔ)償能力很小。為了提這一補(bǔ)償能力，齒式聯(lián)軸器常常做成鼓形齒，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且一旦潤滑上出了問題將大大降低其使用效果和壽命，這就促使了干式聯(lián)軸器的發(fā)展和使用。