膜片联轴器应力分布情况及元件材质

膜片联轴器的关键材料是金属膜片，一般均采用不锈钢，膜片经有限元分析给出的应力分布，经过优化的膜片形状仅仅保留了传递扭矩的材料，而去除了几乎所有多余的材料，这样的膜片不仅应力分布合理，而且具有挠性，从而可以补偿不对中，且对连接设备附加的反作用力小。在加工工艺方面，精冲、激光切割，各种高精度加工中心已经应用到膜片联轴器的零件制作过程中，零件加工精度和表面状态与产品已无大的差异。

膜片联轴器在工作时，转矩从主动法兰盘输入，经过沿圆周间隔布置的主动传扭精密螺栓将转矩传输至金属膜片，再由膜片通过从动精密螺栓传至从动法兰盘输出。它通过高强度合金膜片组产生弹性变形来实现联轴器的挠性传动，利用膜片的柔性来吸收输入输出轴间的相对位移，从而补偿传动轴系各个连接部分由于各种因素引起的残余不对中。膜片联轴器能够补偿的不对中形式包括角向、横向和轴向，旋转轴系运行时出现的实际偏移是因为这个导致的，因此膜片联轴器实际工作时的载荷及变形比较复杂。

当膜片联轴器旋转时，其角向偏移将产生交变应力，每旋转一周循环交变一次。膜片动应力将导致膜片和螺栓的疲劳破坏，因而准确地计算动静复合应力，是预测膜片联轴器寿命、保证膜片式联轴器工作的关键。膜片在单独承受某一种载荷时的应力分布情况，而对于膜片实际承受复杂载荷时的动静复合应力较少涉及。相邻两螺栓孔之间的膜片段可等效为悬臂梁，并利用材料力学的方法推导出连杆型膜片联轴器在单独承受转矩、离心载荷、轴向偏移以及角向偏移。

静态组合应力的分布和角向弯曲应力的分布是不同的，在两种情况下应力点分布的区域并不重合。膜片联轴器旋转除了产生离心力，还会产生惯性力。将角向偏移产生的应力作为交变应力幅，实际上是忽略了惯性力的影响。膜片联轴器利用有限元件，将瞬态动力学方法引入膜片联轴器的应力，瞬态动力学方法是用于确定承受任意随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法。膜片作为膜片联轴器的关键弹性元件，工作时承受的主要负荷。