膜盤的設計及綜合分析

由于聯軸器在工作時會受到各種工況載荷的作用，不可避免的會產生各種偏差，膜盤聯軸器通過膜盤的變形來補償和吸收這些偏差，從而使得膜盤成為膜盤聯軸器正常工作時關鍵的部分，也是薄弱的部位。本章首先對膜盤進行初步設計，然后通過有限元法對膜盤在不同受載狀態下進行分析，并通過探究膜盤型面關鍵參數及材料對膜盤應力的影響，得出膜盤結構尺寸及選材。

膜盤所受載荷工況

根據膜盤聯軸器的設計要求，將膜盤在高速旋轉過程中受到的載荷總結為以下幾個方面。(1)由于膜盤聯軸器的工作條件是高速旋轉的場合，故必然受到離心力載荷的影響，使膜盤產生徑向應力，導致的變形主要是膜盤的徑向位移；(2)作為一種的撓性聯軸器，膜盤的主要功能是通過變形來傳遞扭矩，使膜盤內部產生剪應力，其在膜盤上的表現形式為周向位移；(3)膜盤聯軸器在加工和安裝時不可避免的會出現軸向和角向的偏差，同時工作過程中還會受到軸向應力的作用，因此膜盤必然會產生軸向偏移和角向偏轉。

可將膜盤工作狀態下所受載荷作用時的基本工況分為離心載荷工況、扭矩載荷工況、軸向偏移工況和角向偏轉工況四種。然而，膜盤在工作時所受的載荷并不會僅僅是這四種基本工況單獨作用，可能是包含其中幾種，抑或是全部存在。因此對其進行設計時，需從對其產生主要影響的工況入手，而聯軸器的主要作用就是傳遞扭矩載荷，因此，扭矩載荷在膜盤上的分布，是膜盤型面設計所要考慮的主要問題所在。

膜盤的設計

對于膜盤的設計，其核心在于膜盤的型面，由于膜盤受到的應力在實際工作狀態下比較復雜，要求膜盤的扭轉剛度要大，工作時，在不失穩、型面不起皺的前提下，還要求軸向和角向剛度要盡可能小，柔度要足夠大，因此膜盤的型面應由曲線型面構成，厚度隨膜盤直徑大小、傳遞扭矩和補償性能而變化。