膜片挠性联轴器的设计(附件)
本文所设计的膜片挠性联轴器是用于联接如高铁动车或轻轨火车这类动车的电动机与齿轮箱的关键机械零件，其构造简单，连接紧密，装配拆卸轻松，性价比较高，不会出现润滑系统故障，运行平稳无噪音。从而达到利用机械传动来完成运动和转矩的传递问题。本次做的毕业论文将机械设计与制造、cad/proe制图软件的三维设计建模等相关知识紧密联系在一起，先设计膜片挠性联轴器的结构并进行强度寿命校核（包括膜片挠性联轴器转矩的计算、膜片设计、联轴器挠性板的受力分析、膜片总厚度的确定等），确定关键零部件的成型与加工方法，用cad和proe制图软件完成膜片挠性联轴器的造型设计和总体的模拟装配，保证最后设计出来的联轴器具有安全可靠，装配方便，制造工艺简单的优点。在文章的结尾，对本文的设计过程进行了整体总结，得出相关结论。关键词 膜片挠性联轴器，关键零部件，设计，校核，三维建模目 录
1.绪论 1
1.1 本文选题背景及意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3 本文的研究目的和主要研究内容 3
2膜片挠性联轴器的结构设计 3
2.1膜片挠性联轴器的相关工作原理 3
2.2 联轴器的相关结构 4
2.3膜片挠性联轴器转矩计算 5
2.4 联轴器膜片设计 11
2.4.1 联轴器膜片的类型 11
2.4.2挠性膜片的材料 12
2.4.3 联轴器挠性板的受力分析 13
2.4.4 膜片总厚度的确定 14
2.4.5膜片强度校核 15
2.4.6 膜片寿命估算 17
2.5螺栓设计 20
2.5.1 螺栓直径的确定 20
2.5.2 螺栓预紧力的确定 21
2.5.3螺栓强度校核 22
2.5.4螺栓的性能等级确定 24
2.6 联轴器外部连接接口设计 25
2.6.1平键联接强度校核 26
结 论 27
致 谢 29
参 考 文 献 30
1.绪论
本文选题背景及意义
2015年4月份，在国务院常务会
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
1
2.5.3螺栓强度校核 22
2.5.4螺栓的性能等级确定 24
2.6 联轴器外部连接接口设计 25
2.6.1平键联接强度校核 26
结 论 27
致 谢 29
参 考 文 献 30
1.绪论
本文选题背景及意义
2015年4月份，在国务院常务会议中，李克强总理再一次提出了“中国制造2025”这一国家推进政策，在本次讨论中强调要将制造业与互联网紧密相连，中心思想是要将机械与网络进一步联系，这一政策将会帮助中国的机械制造业迎来新的局面，即为中国制造业提供了机遇，同样也设立了挑战，如果能够紧紧把握，将会使中国制造业向前大大进一步。这一政策中包括的相关机械行业众多，影响广泛，意义重大。
从图中可看出，一般的膜片联轴器的组成零件有法兰、联接环、内外圈螺栓、挠性板、膜片。因为工作环境不同等原因，一般联轴器在实际的应用中会受到多种负载的影响，随着联轴器在实际环境中的不断使用，联轴器的一些重要零部件如中间轴、膜片、挠性板等会受到不同程度的接触疲劳磨损，并且在长时间的积累下，有可能会使联轴器最终损坏，无法正常工作。联轴器如果失效的话，整个电动机的传动系统将会出现极大的问题，从而有可能会埋下巨大的安全隐患。所以，在膜片联轴器的设计时，一定要对其进行严密的使用寿命校核和有限元分析，这样才能保证设计出来的膜片挠性联轴器足够安全可靠[1]。
世界许多学者对联轴器的使用各方面已经研究了许多年，并且也取得了许多的成果，而在膜片联轴器出现装配误差对机械性能产生的影响的研究报道很少，因此研究在实际工作环境下膜片联轴器的轴向、径向和角度误差等安装误差对其机械性能的影响显得十分必要，并与无差错的比较分析，分析它的具体影响情况。当然，在联轴器疲劳寿命方面的研究中，国外学者已经取得了大量的成果，但目前多数采用疲劳方程和有限元法计算，但是使用高级疲劳耐久性分析和信号处理软件和机械系统动力学自动分析动力学仿真相互结合的办法来估算联轴器零件的疲劳寿命还十分少见[2]。
本文设计的是一种膜片挠性联轴器，这种联轴器主要用于城市动车高铁或轻轨火车的动机与齿轮箱的联接，从而实现传递动力和转矩的效果。本文将从膜片联轴器的结构设计方面，重要机件膜片等的疲劳寿命分析方面对联轴器进行设计，保证最终设计出来的膜片联轴器具有安全可靠，使用寿命长，装配简单方便的优点。
1.2国内外研究现状
大量的实验研究表明，联轴器的关键零部件膜片的疲劳磨损是膜片挠性联轴器的损坏无法工作的主要原因。所以，世界各国研究人员对膜片寿命分析和疲劳分析方面做了许多的试验探索，想要从中找出对膜片疲劳寿命有重要作用的因素。
其他国家的研究员对于膜片弹性联轴器疲劳磨损计算方面进行了许多实验，Duong[3]对膜片联轴器的受力方面进行了计算，表明联轴器的应力特性对其性能有紧密的联系。Dobre[4]对单独一片膜片的疲劳寿命进行了有限元模型分析，从而得到了关于膜片的等效应力云图，还标明了其应力过大部分。从上述国外学者的研究成果看来，现在对于挠性联轴器的疲劳计算，大多是针对一片膜片制作简化的模型，然后对简化后的模型进行计算，像以整个联轴器为分析模型的疲劳有限元分析却不多见。
就国内的研究现状而言，主要将研究的中心放在挠性联轴器的刚度强度和疲劳寿命上，殷国庆[5]等人重点研究分析了挠性联轴器的在稳定状态变量和因变量的对应关系如稳定状态下电动机输出力矩与转速的关系和在过渡过程中变量和因变量的对应关系如脉冲信号时输入与输出的关系、电动机在起动，加速，速减，制动时输出力矩与转速的关系，从而得出了挠性联轴器可在径向、轴向和角偏移误差较大的工作环境中使用。高洪涛等人分析研究了相邻两转子之间的的轴心线与轴承中心线之间的偏移程度的具体原因，由此做出了挠性联轴器的耦合转子系统的有限元模型。
从1970年至今，人类社会高速发展，人们对于电动机的功率和转速要求不断提高，从而对于电动机之间的连接元件膜片联轴器的力学性能的要求也不断提高。因此，对于膜片联轴器的研究方面，国内国外学者都投入了大量精力，并且的确取得了长远的进步。联轴器的类型也从最早的十字轴万向联轴器，衍生出了具备挠性板、中间轴等零部件的具有良好机械性能的十多种膜片联轴器，满足了现代机械制造业对联轴器的各种性能要求。
1.3 本文的研究目的和主要研究内容
本次做的毕业论文涉及的相关知识有机械设计与制造、cad/proe制图软件的三维设计建模，先进行设计膜片挠性联轴器的结构并进行强度寿命校核（包括膜片挠性联轴器转矩的计算，膜片设计，联轴器挠性板的受力分析，膜片总厚度的确定等），确定关键零部件的成型与加工方法，用cad和proe制图软件完成膜片挠性联轴器的造型设计和总体的模拟装配。
2膜片挠性联轴器的结构设计
2.1膜片挠性联轴器的相关工作原理
联轴器作为机械传动中常用的零件之一，它的主要作用是用来轴与轴之间的联接、轴与其他回转零件之间的联接，以此来传递机械动力和运动。我国的联轴器发展历史较长，对联轴器的研究也较为深入，联轴器根据其性能不同，可分为挠性联轴器与固定式刚性联轴器，固定式刚性联轴器可简称为刚性联轴器，刚性联轴器的构造较为简单，制造起来其工艺也较为容易，在日常的使用中，刚性联轴器的维护较为简单并且成本不高。同样的，挠性联轴器可分为可移式刚性联轴器（也称为无弹性元件）和带弹性元件挠性联轴器。可移式刚性联轴器只具有补偿联接两轴的相对位移的性能；而带弹性元件挠性联轴器不仅具备弥补两轴间相对位移的能力，还具备缓冲减震的性能。可是在轴间转矩的传递能力上，带弹性元件联轴器由于受到其弹性元件的屈服极限限制，在一般情况下，又比不上可移式刚性
1.绪论 1
1.1 本文选题背景及意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3 本文的研究目的和主要研究内容 3
2膜片挠性联轴器的结构设计 3
2.1膜片挠性联轴器的相关工作原理 3
2.2 联轴器的相关结构 4
2.3膜片挠性联轴器转矩计算 5
2.4 联轴器膜片设计 11
2.4.1 联轴器膜片的类型 11
2.4.2挠性膜片的材料 12
2.4.3 联轴器挠性板的受力分析 13
2.4.4 膜片总厚度的确定 14
2.4.5膜片强度校核 15
2.4.6 膜片寿命估算 17
2.5螺栓设计 20
2.5.1 螺栓直径的确定 20
2.5.2 螺栓预紧力的确定 21
2.5.3螺栓强度校核 22
2.5.4螺栓的性能等级确定 24
2.6 联轴器外部连接接口设计 25
2.6.1平键联接强度校核 26
结 论 27
致 谢 29
参 考 文 献 30
1.绪论
本文选题背景及意义
2015年4月份，在国务院常务会
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
1
2.5.3螺栓强度校核 22
2.5.4螺栓的性能等级确定 24
2.6 联轴器外部连接接口设计 25
2.6.1平键联接强度校核 26
结 论 27
致 谢 29
参 考 文 献 30
1.绪论
本文选题背景及意义
2015年4月份，在国务院常务会议中，李克强总理再一次提出了“中国制造2025”这一国家推进政策，在本次讨论中强调要将制造业与互联网紧密相连，中心思想是要将机械与网络进一步联系，这一政策将会帮助中国的机械制造业迎来新的局面，即为中国制造业提供了机遇，同样也设立了挑战，如果能够紧紧把握，将会使中国制造业向前大大进一步。这一政策中包括的相关机械行业众多，影响广泛，意义重大。
从图中可看出，一般的膜片联轴器的组成零件有法兰、联接环、内外圈螺栓、挠性板、膜片。因为工作环境不同等原因，一般联轴器在实际的应用中会受到多种负载的影响，随着联轴器在实际环境中的不断使用，联轴器的一些重要零部件如中间轴、膜片、挠性板等会受到不同程度的接触疲劳磨损，并且在长时间的积累下，有可能会使联轴器最终损坏，无法正常工作。联轴器如果失效的话，整个电动机的传动系统将会出现极大的问题，从而有可能会埋下巨大的安全隐患。所以，在膜片联轴器的设计时，一定要对其进行严密的使用寿命校核和有限元分析，这样才能保证设计出来的膜片挠性联轴器足够安全可靠[1]。
世界许多学者对联轴器的使用各方面已经研究了许多年，并且也取得了许多的成果，而在膜片联轴器出现装配误差对机械性能产生的影响的研究报道很少，因此研究在实际工作环境下膜片联轴器的轴向、径向和角度误差等安装误差对其机械性能的影响显得十分必要，并与无差错的比较分析，分析它的具体影响情况。当然，在联轴器疲劳寿命方面的研究中，国外学者已经取得了大量的成果，但目前多数采用疲劳方程和有限元法计算，但是使用高级疲劳耐久性分析和信号处理软件和机械系统动力学自动分析动力学仿真相互结合的办法来估算联轴器零件的疲劳寿命还十分少见[2]。
本文设计的是一种膜片挠性联轴器，这种联轴器主要用于城市动车高铁或轻轨火车的动机与齿轮箱的联接，从而实现传递动力和转矩的效果。本文将从膜片联轴器的结构设计方面，重要机件膜片等的疲劳寿命分析方面对联轴器进行设计，保证最终设计出来的膜片联轴器具有安全可靠，使用寿命长，装配简单方便的优点。
1.2国内外研究现状
大量的实验研究表明，联轴器的关键零部件膜片的疲劳磨损是膜片挠性联轴器的损坏无法工作的主要原因。所以，世界各国研究人员对膜片寿命分析和疲劳分析方面做了许多的试验探索，想要从中找出对膜片疲劳寿命有重要作用的因素。
其他国家的研究员对于膜片弹性联轴器疲劳磨损计算方面进行了许多实验，Duong[3]对膜片联轴器的受力方面进行了计算，表明联轴器的应力特性对其性能有紧密的联系。Dobre[4]对单独一片膜片的疲劳寿命进行了有限元模型分析，从而得到了关于膜片的等效应力云图，还标明了其应力过大部分。从上述国外学者的研究成果看来，现在对于挠性联轴器的疲劳计算，大多是针对一片膜片制作简化的模型，然后对简化后的模型进行计算，像以整个联轴器为分析模型的疲劳有限元分析却不多见。
就国内的研究现状而言，主要将研究的中心放在挠性联轴器的刚度强度和疲劳寿命上，殷国庆[5]等人重点研究分析了挠性联轴器的在稳定状态变量和因变量的对应关系如稳定状态下电动机输出力矩与转速的关系和在过渡过程中变量和因变量的对应关系如脉冲信号时输入与输出的关系、电动机在起动，加速，速减，制动时输出力矩与转速的关系，从而得出了挠性联轴器可在径向、轴向和角偏移误差较大的工作环境中使用。高洪涛等人分析研究了相邻两转子之间的的轴心线与轴承中心线之间的偏移程度的具体原因，由此做出了挠性联轴器的耦合转子系统的有限元模型。
从1970年至今，人类社会高速发展，人们对于电动机的功率和转速要求不断提高，从而对于电动机之间的连接元件膜片联轴器的力学性能的要求也不断提高。因此，对于膜片联轴器的研究方面，国内国外学者都投入了大量精力，并且的确取得了长远的进步。联轴器的类型也从最早的十字轴万向联轴器，衍生出了具备挠性板、中间轴等零部件的具有良好机械性能的十多种膜片联轴器，满足了现代机械制造业对联轴器的各种性能要求。
1.3 本文的研究目的和主要研究内容
本次做的毕业论文涉及的相关知识有机械设计与制造、cad/proe制图软件的三维设计建模，先进行设计膜片挠性联轴器的结构并进行强度寿命校核（包括膜片挠性联轴器转矩的计算，膜片设计，联轴器挠性板的受力分析，膜片总厚度的确定等），确定关键零部件的成型与加工方法，用cad和proe制图软件完成膜片挠性联轴器的造型设计和总体的模拟装配。
2膜片挠性联轴器的结构设计
2.1膜片挠性联轴器的相关工作原理
联轴器作为机械传动中常用的零件之一，它的主要作用是用来轴与轴之间的联接、轴与其他回转零件之间的联接，以此来传递机械动力和运动。我国的联轴器发展历史较长，对联轴器的研究也较为深入，联轴器根据其性能不同，可分为挠性联轴器与固定式刚性联轴器，固定式刚性联轴器可简称为刚性联轴器，刚性联轴器的构造较为简单，制造起来其工艺也较为容易，在日常的使用中，刚性联轴器的维护较为简单并且成本不高。同样的，挠性联轴器可分为可移式刚性联轴器（也称为无弹性元件）和带弹性元件挠性联轴器。可移式刚性联轴器只具有补偿联接两轴的相对位移的性能；而带弹性元件挠性联轴器不仅具备弥补两轴间相对位移的能力，还具备缓冲减震的性能。可是在轴间转矩的传递能力上，带弹性元件联轴器由于受到其弹性元件的屈服极限限制，在一般情况下，又比不上可移式刚性
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