弹性联轴器运动与动力特性
弹性联轴器运动与动力特性1.1 弹性联轴器的刚度和阻尼弹性联轴器由于具有能产生较大弹性变形和阻尼作用的弹性元件，因此除能补偿两轴相对位移外，还能起缓冲和吸振的作用。
弹性联轴器能适应载荷的波动，所以其应用较广，类型也较多。
这种联轴器的缓冲和吸振性能主要与其刚度和阻尼有关。
联轴器的刚度可分为径向刚度、周向刚度和扭转刚度。
由于载荷变化多数以扭矩波动形式出现，由此引起的振动也是以扭转振动为主，所以联轴器最主要的刚度是扭转刚度。
扭转刚度易产生单位扭转变形所需的扭矩表示。
通常，由于传动轴系中其它零件的刚度都比弹性联轴器的刚度大得多。
所以为了简化起见，其它零件的弹性可以略去不计。
仅考虑联轴器弹性，并根据这一情况以联轴器的刚度作为传动轴系的刚度。
刚度可用下式表示：C=T/（3-1）式中 T——联轴器传递的扭矩；——在扭矩作用下两半联轴器的相对扭转角。
当轴系接近发生共振时，刚度随扭矩增大而增大，改变传动轴系的固有频率与振动频率之间的关系，就能避开共振。
弹性联轴器在传递不稳定扭矩的过程中，弹性元件的弹性变形随扭矩的改变而增减。
由于变形的不稳定，在弹性元件相对运动的接触表面上产生外摩擦，同时在弹性元件内部还存在内摩擦。
这些摩擦将吸收一部分动能转化为热能，使温度升高。
这就是联轴器的阻尼作用。
阻尼作用能实现缓冲和衰减振动。
联轴器的阻尼性能可以用阻尼系数表示。
它是每一次载荷循环中产生的阻尼能和储存在扭转弹性元件中的变形能之比，即ф=W d/W e。
在振动运动微分方程中，粘滞阻力系数用γ来表示，它与阻尼系数之间的关系为γ=，ω为振动频率或绕动力矩变化频率。
阻尼系数大，由于摩擦而消耗的能量就多，反之，阻尼系数小，由于摩擦而消耗的能量就少。
弹性联轴器一般都有缓冲和吸振功能，但是具有某一定值弹性的联轴器，并不是在任意的变扭矩作用下都能产生减振的效果，有时反而会引起更强烈的振动。
其原因不在于此联轴器的刚度大小。
可见，只有刚度和整个传动轴系的其他参数和载荷协调时，才能产生减振效果。
因此，必须根据课题条件，通过计算来定出联轴器的刚度。
1.2 周期性载荷作用下的动力特性计算对于某一已定的传动轴系，转动惯量和固有频率可由计算求得，如果已知所传扭矩的变化规律，如振幅和频率等，就能建立起轴系在扭转振动式的运动微分方程，对该方程求解，即可得到所需的联轴器的刚度。
为了便于求解运动微分方程，需要对传动轴系中联轴器的主动和从动两侧的转动惯量和刚度作力学模型的简化。
根据具体结构情况，可以将轴系简化为若干个等效转动惯量圆盘，以具有某一刚度的周联系起来。
通常比较典型的是简化为两个等效的圆盘，配置在联轴器的两侧。
并设定所联两轴的刚性很大，只有联轴器具有弹性和阻尼。
如图3.1所示设定主动轴与圆盘1以恒扭矩经联轴器带动从动轴上的圆盘2，而在从动圆盘上有按简谐规律变化的扰动扭矩分量。
此时，根据动量矩定理，按联轴器两侧力矩平衡条件，可以分别列出两圆盘的转动运动方程式，即系统扭振的微分方程为：I 1+r+C=0 （3-2）I 2- r- C+T d2sinωt=0 （3-3）式中，——主从动圆盘的转角——两圆盘的相对扭转角I1,I2——主、从动轴上圆盘的等效转动惯量，——主、从动轴的角速度，——主、从动轴的角加速度C——联轴器的刚度r——联轴器粘滞阻力系数T d2sinωt——从动轴圆盘上的扰动扭矩以上两式合并得到二阶常系数线性非其次微分方程上式的解由两部分组成，即对应的其次方程的通解和本方程的特解。
经运算后可得到联轴器所受的谐振扭矩为：当sin（ωt+α）=l时，表示谐振扭矩达到最大值：由上式可知，在有阻尼的受迫振动中，经连轴器传递振动扭矩的振幅，主要与动力放大系数和转动惯量有关。
当扰动扭矩作用一侧的转动惯量大于另一侧的转动惯量时，可以减小振动扭矩的振幅。
反之，对减小振动扭矩振幅的作用不大。
动力放大系数对振动扭矩振幅的影响与阻尼系数、扰动扭矩的变化频率及轴系固有频率的比值等有关。
当阻尼系数一定时，振动扭矩的振幅仅与轴系的固有频率有关，即与联轴器的刚度有关。
以下分几种不同的扰动扭矩变化频率与轴系固有频率的比值，分析对振动扭矩振动的影响。
为了简便起见，不计阻尼系数，即项等于零。
(l）当=0,或，动力放大系数K d=1。
这表示经联轴器的振动扭矩没有放大，前一种情况相当于没有扰动扭矩，或者可认为轴系的固有频率为无限大，即联轴器为绝对刚性体，其刚度C无限大。
后一种情况表示联轴器具有一定的刚度，轴系的固有频率与扰动扭矩的变化频率的比值刚好为。
(2）当0＜＜时，动力放大系数K d总大于1。
表示在该扰动扭矩的变化频率下，联轴器的刚度还太大，而弹性不够，不能起到减振的作用，以致使经联轴器传递的振动扭矩增大。
若=1，则K d=∞,这表明经过联轴器传递振动扭矩的振幅达到无限大，也就是说，轴系发生扭转共振。
此时如有阻尼存在，则动力放大系数为K d=即不会使扭转振动的振幅无限增大。
但是通常都是大于1，因此即使有阻尼，扭振还是存在，阻尼对传动系统的影响程度，完全取决阻尼系数的大小。
(3）当＞时，动力放大系数K d＜1。
表示只有在固有频率为扰动扭矩的变化频率的倍时，弹性联轴器才能起到减振的效果。
频率比值>>，意即采用刚度很小的弹性联轴器，这样动力放大系数可降到很小值，这对减振的效果最好，但是却过分降低了联轴器的承载能力。
此外当比值过分大时，也有可能与较高一阶的共振频率接近，仍会引起共振。
因此，联轴器的刚度也不宜过分小。
1.3 冲击载荷作用下的动力特性机械可能受到周期性的扰动扭矩作用而引起轴系振动，也可受非周期性的扰动扭矩作用而引起轴系振动。
例如有冲击载荷引起的轴系振动。
在许多机械上，比较常见的是冲击式作用的变载荷。
对于从动轴上作用有常量冲击载荷的情况，与前述情况相似，仍可通过根据冲击载荷条件列出的运动方程，得到在常量冲击载荷作用下的物阻尼系统。
有冲击载荷产生的扭转角为：上式表明轴系有冲击载荷作用时，经联轴器传递振动扭矩的大小，除与转动惯量有关外，还与冲击载荷作用的时间长短有关。
以下为按冲击载荷作用时间的长、短的两种情况：1.冲击载荷突然作用后，在长时间内保持不变，这样的承载方式相当于机械先空载起动，然后在满载条件下工作。
此时经联轴器传递的总扭矩为T1=T0+T d2（1-cosft）（3-9）式中T0经联轴器传递的稳定扭矩，T d2表示作用在从动轴上的冲击扭矩，当t=时，经联轴器传递的扭矩达到最大值：上式表明，如果发生冲击扭矩一侧轴上的转动惯量较小，经联轴器传递的扭矩接近于冲击扭矩的2倍，联轴器的振动周期T为：在冲击载荷作用下，联轴器的弹性高低，对冲击载荷引起，经联轴器传递最大扭矩的幅值并无影响。
只是改变振动周期的长短。
联轴器的弹性愈高，固有频率愈低，经联轴器传递的扭矩达到最大值的时间就愈长。
因此，联轴器的弹性对改善传递扭矩的平稳性有利。
影响联轴器传递的扭矩最大值的因素之一，就是联轴器两侧转动惯量的比值。
当冲击载荷作用一侧轴系的转动惯量大于另一侧轴系的转动惯量时，就能减小经联轴器传递的振动扭矩值。
此外，当联轴器具有阻尼时，由于阻尼消耗了一部分冲击能量，也可减小最大扭矩。
2.冲击载荷突然增加后，只持续一段较短的时间t1就恢复正常值。
当冲击载荷持续作用的时间t1≥，即持续时间大于或等于固有频率的周期的一半时，经联轴器传递的扭矩仍然有时间达到最大值。
因此，这种短时受冲击载荷与冲击载荷增加后在较长时间内保持不变的情况一样，在0＜t<t1这一时间内，经联轴器传递的扭矩，当不计阻尼时，仍可用（3-1）计算。
只有当冲击载荷作用时间t1<，才是属于突然的短时间受冲击载荷。
此时经联轴器传递的振动扭矩仍可按上述方法得出有关计算式。
当时间区间为O≤t≤t1时（即冲击载荷开始作用至消失时的时间）由冲击载荷引起的两半联轴器的相对扭转角为：这与（3-9）相同，对于t≥t1,即在冲击载荷消失之后的某一时刻，以上两式转化成如下形式：因冲击载荷引起的两半联轴器相对扭转角：由式（3-10）可知，在短时冲击载荷作用下，联轴器传递的最大扭矩随t1与f之间的关系而变。
例如由此可见，随着冲击载荷作用时间的缩短，经联轴器传递的最大扭矩也随着减小。
或者在冲击载荷作用时间相同的条件下，只要所选联轴器的弹性相当大，使得轴系的固有振动频率降低以达到保持t1，就能使经联轴器传递的最大变动扭矩小于冲击扭矩。
综上所述，有冲击载荷作用时，选择具有弹性的联轴器，能够起到缓冲作用。
需要多高的弹性，则与冲击载荷持续作用的时间、轴系的转动惯量等有关。
一般联轴器的承载能力，随着弹性的增加而降低。
因此，对于大型的和需要量较多的联轴器，如果按上述方法选定联轴器，则其尺寸和重量都有加大，从而增加制造成本并增加轴系的附加载荷。
为此，当冲击载荷作用次数不多时，可以采用安全性联轴器，或采用具有较高阻尼的弹性联轴器。
1.4 不对中时的运动及动态特性实际上可以将不对中分为冷态不对中和热态不对中两种情况。
其中冷态不对中主要是指在室温下由于安装误差造成的对中不良；热态不对中指联轴器在运行过程中由于温度等因素造成的不对中。
其主要原因有：转子各零部件受热不均，使联轴器产生热膨胀变形和扭曲变形；发动机热膨胀时由于表面的摩擦力及导向键磨损引起轴承座倾斜和侧行；由于转子的饶性和重量分配不均匀，转子在安装之后产生原始弯曲，进而影响对中情况。
1.4.1 不对中时的运动分析（1）当转子轴线存在轴向的位移时（如图3.2），轴向位移只会产生附加的周向应力，而不会影响转子的运动特性。
所以这里不进行计算。
（2）当转子轴线之间存在径向位移时（如图3.3所示），联轴器的中间套齿与半联轴器组成移动副，不能相对转动，但是中间套齿与半联轴器产生相对滑动而作平面圆周运动，即中间套齿的中心是沿着以径向位移△y为直径作圆周运动，如图3.4所示。
设A为主动转子的轴心投影，B为从动转子的轴心投影，K为中心齿套的轴心，那么有AK 丄BK，设AB长度为D，K点的坐标为K（x，y），取θ为自变量，如图3.5所示。
则有则K的线速度为由于中间套齿平面运动的角速度等于转轴的角速度，即=ω，所以K点绕圆周中心运动的速度为由上式可知，K点的转动为转子转动的角速度的两倍，因此当转子高速运动时，就会产生很大的离心力，激励转子产生径向振动，其振动频率为转子工频的两倍。
（3）当转子轴线之间存在偏角位移时（如图3.6），从动转子的角速度与主动转子角速度是不同的，从动转子的角速度为式中ω1，ω2——分别为主动转子和从动转子的角速度α——从动转子的偏斜角ф1——主动转子的转角当主动转子的回转角速度为常数时，从动转子的角速度是偏角和主动转子转角的函数。
当或ф1=00或1800时，ω2最大，当ф2=900获2700时，ω2最小。
弹性柱销联轴器
弹性柱销联轴器介绍弹性柱销联轴器是一种用于传递旋转或转矩的机械连接装置。
它通过相连接的柱销和弹性体的组合来实现传递动力和扭矩的功能。
弹性柱销联轴器广泛应用于各种传动系统中，如机械设备、汽车等。
结构和工作原理弹性柱销联轴器主要由两个柱销和一个弹性体组成。
其中，柱销是将两个传动轴连接起来的部分，而弹性体则在柱销之间起到缓冲和传递扭矩的作用。
柱销通常由金属材料制成，其表面经过精密加工，以确保良好的配合。
而弹性体通常采用橡胶或聚氨酯等弹性材料制成。
弹性体的内部通常设置有特殊的结构，以增加其承载能力和减小振动噪声。
当两个传动轴通过弹性柱销联轴器连接时，柱销被插入到轴孔中，并通过螺母或销钉固定在合适的位置。
当传动轴进行旋转时，柱销会将动力传递给弹性体，弹性体受力后会发生弹性变形，从而实现扭矩的传递。
弹性柱销联轴器的工作原理可以总结为以下几点：1.当传动轴发生偏转或扭矩变化时，柱销会做相应的位移或变形，同时弹性体也会发生弹性变形。
2.弹性体的变形具有弹性恢复性质，即在传递扭矩的同时可以吸收一定的冲击和振动。
3.通过合理设计弹性柱销联轴器的几何形状和材料特性，可以实现不同程度的柔软度和刚度，以适应不同的工况需求。
优势和应用弹性柱销联轴器具有以下优势：1.高承载能力：通过使用弹性体，弹性柱销联轴器能够承受较大的扭矩和振动，并具有一定的冲击吸收能力。
2.良好的同心度和平衡性：弹性柱销联轴器设计合理，运行平稳，能够保持高度同心度和平衡性。
3.简单易于安装和维护：弹性柱销联轴器结构简单，安装方便，并且维护成本较低。
4.适应性广泛：弹性柱销联轴器可适应不同工况和环境下的传动需求，适用于各种机械设备和汽车传动系统中。
弹性柱销联轴器在许多领域都有广泛应用，例如：•机械制造：弹性柱销联轴器可用于驱动各种机械设备的传动系统，如风机、泵等。
•汽车工业：弹性柱销联轴器可应用于汽车传动系统中，如发动机和变速器之间的连接。
•航空航天：弹性柱销联轴器在航空航天领域中也有应用，如飞机发动机与涡轮之间的传动。
弹性联轴器型号
弹性联轴器型号弹性联轴器是一种用于连接两个旋转轴的装置，可以在轴之间传递动力或扭矩的同时，减少振动和冲击。
弹性联轴器的类型繁多，每种型号都有其独特的特点和适用范围。
本文将介绍几种常见的弹性联轴器型号，包括其结构、特点以及适用场景。
一、弹性套管联轴器弹性套管联轴器是一种非金属材料制成的柔性联轴器，常见的材料有橡胶和聚氨酯。
其结构由多层套管组成，两端与轴连接，中间通过弹性材料相互连接。
弹性套管联轴器具有良好的减震和降噪效果，适用于中小功率传动系统。
特点：1. 简单的结构，易于安装和维护。
2. 良好的弹性特性，能够吸收轴的微小偏差和振动。
3. 可适应较大的角偏差和轴向位移。
适用场景：1. 工程机械设备，如起重机械、挖掘机等。
2. 空压机、水泵等中小功率传动系统。
3. 农业机械，如拖拉机、收割机等。
二、齿轮弹性联轴器齿轮弹性联轴器由两个相互啮合的齿轮组成，通过弹性材料连接在轴上。
其结构类似于传统的齿轮传动，但在齿轮之间加入了弹性材料，以减少振动和冲击。
齿轮弹性联轴器适用于大功率传动系统。
特点：1. 传动效率高，承载能力大。
2. 转矩传递平稳，减少振动和冲击。
3. 高速旋转刚性好，适用于高速传动。
适用场景：1. 工业生产设备，如机床、冶金设备等。
2. 发电机组、风力发电设备等大功率传动系统。
3. 船舶、铁路机车等交通工具。
三、弹性蜗杆联轴器弹性蜗杆联轴器是一种采用蜗杆传动原理的弹性联轴器。
其结构由蜗杆和蜗轮组成，通过弹性材料连接在轴上。
蜗杆传动具有传动比大、传动效率高、承载能力大等优点，并且可以逆转传动。
特点：1. 传动比大，适用于速度转换和扭矩传递。
2. 高效率传动，减少能量损失。
3. 转矩平稳，减少振动和噪音。
适用场景：1. 车辆传动系统，如汽车变速器等。
2. 转向设备，如舵机、船舶舵机等。
3. 注塑机、橡胶机械等工业生产设备。
四、弹性销联轴器弹性销联轴器采用销和套的组合结构，通过弹性销连接在轴上。
其结构简单紧凑，适用于小功率传动系统。
弗兰德联轴器滑动原理
弗兰德联轴器滑动原理
弗兰德联轴器的滑动原理主要基于以下两个方面：
1. 弹性联轴器：弗兰德联轴器中的弹性联轴器利用橡胶材料在剪切力作用下的弹性变形，实现两轴之间的角度偏差和轴向偏差的补偿。
同时，弹性联轴器中的橡胶材料具有一定的阻尼减震性能，可以吸收振动和冲击，提高传动系统的稳定性。
2. 滑块联轴器：滑块联轴器则通过在滑块与外套之间产生相对滑动，利用摩擦力来传递扭矩。
当滑块联轴器受到外部扭矩作用时，外套会产生相应的弹性变形，而滑块则会沿外套的内表面滑动，以实现扭矩的传递。
这种滑动原理使得滑块联轴器具有较好的缓冲和减震性能，能够适应较大的轴向和径向位移。
在实际应用中，根据不同的传动需求和工况条件，可以选择不同类型的弗兰德联轴器，如弹性联轴器、滑块联轴器等，以实现最佳的传动效果。
联轴器原理及应用方法
联轴器原理及应用方法联轴器是一种用于连接两个轴线的机械装置，它可以将两个轴传递动力和转矩，同时允许一定程度的相对位移和轴线角度偏差。
联轴器由轴承、套筒、齿轮和弹簧等部件组成，通过这些部件的配合工作，实现轴线的连接和传递动力。
联轴器的原理是基于轴的承载和传递力的。
当两个轴线顺直连接时，联轴器轴承会承受两个轴线的力，并通过套筒传递给另一侧的轴承。
同时，齿轮在联轴器内部工作，通过齿轮之间的啮合传递动力和转矩。
当两个轴线存在一定的相对位移或角度偏差时，联轴器的弹簧会起到一定的作用，允许轴线产生一定的位移和转动。
联轴器的应用方法主要包括以下几个方面：1. 传动：联轴器主要用于轴线之间的传动，可以将动力和转矩从一个轴线传递到另一个轴线。
在机械设备中，常见的应用场景包括传动轴、步进电机、减速器等。
2. 隔振和缓冲：联轴器还可以起到隔振和缓冲的作用，减少轴承和齿轮在工作过程中的冲击和震动。
通过联轴器的弹簧和套筒的配合，可以有效减少轴线之间的冲击和位移。
3. 对中和调整：联轴器还可以对中和调整轴线之间的相对位移和角度偏差。
通过联轴器的弹性特性和转动特性，可以适应不同轴线之间的位移和偏差，使得设备能够正常工作。
4. 保护设备：联轴器还可以起到保护设备和降低故障率的作用。
当设备遇到异常情况或负载突变时，联轴器可以自动断开连接，保护设备免受严重损坏。
除了这些基本的应用方法，联轴器还可以根据具体的工作需求进行优化和改进。
例如，在高速轴传动中，可以采用弹性材料和高精度的制造工艺，提高联轴器的传动效率和可靠性。
在重载工况下，可以采用更大的齿轮和更坚固的结构，增加联轴器的承载能力。
根据不同的工作环境和工作条件，选择合适的联轴器类型和安装方法，可以有效提高设备的工作效率和使用寿命。
综上所述，联轴器是一种重要的机械装置，具有连接轴线、传递动力和转矩、隔振和缓冲、对中和调整、保护设备等多种应用方法。
合理选择和使用联轴器，可以提高机械设备的工作效率和可靠性，同时降低故障率和维护成本。
高弹性联轴器结构振动传递特性试验研究
高弹性联轴器结构振动传递特性试验研究温华兵;仲启东【摘要】为减少舰船动力装置中的振动传递，设计了高弹性联轴器样机及振动传递特性试验系统．以振级落差为评价指标，研究了弹性橡胶件及弹性膜片对联轴器轴向、径向以及扭转方向的固有频率与振级落差的影响．试验结果显示，膜片数量的变化对高弹性联轴器的振动隔离效果影响较小，而橡胶件对振动传递特性影响较大，能显著提高在50 Hz以上频率时的振动隔离效果，在400 Hz以上频率时的隔振效果可达到50 dB．试验系统可为高弹性联轴器的振动传递特性测试及其结构设计提供一定的参考．%To reduce vibration transmission through the vessel powerplant , testing system , including prototyes of the high-elastic coupling and its testing method , was designed in this paper .Vibration level difference and natu-ral frequency, measured in three different directions (axial,radial,torsional), were used for evaluating the damp-ing effect.Through test we analyzed the influence of structural parameters of the high-elastic coupling on its vi-bration transmissioncharacteristics .Testing results show that , compared with the change of the diaphragms , in-stallation of rubber parts has a much greater influence on vibration transmission , which can obviously improve the damping effect above 50 Hz;while above 400 Hz, the damping effect can reach 50 dB.Parameter combinations of the rubber parts and diaphragms designed in this paper provide a reference for the research on vibration transmis -sion characteristics and the detailed design of the high-elastic coupling .【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P251-255)【关键词】高弹性联轴器;振动传递;固有频率;振级落差【作者】温华兵;仲启东【作者单位】江苏科技大学能源与动力工程学院，江苏镇江212003;江苏科技大学能源与动力工程学院，江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】TH130.20随着在船舶动力装置中广泛应用高速大功率柴油机，动力装置的振动与噪声已经成为突出问题.在动力装置中使用高弹性联轴器，除了传递功率和扭矩，同时还具有角度补偿作用，调节传动系统的固有频率，从而改善动力传动系统的扭振特性，达到减振降噪的目的.文献［1］中通过研究弹性联轴器对某车辆动力传动系统扭振特性的影响规律，分析了联轴器刚度和阻尼对系统固有频率、固有振型、强迫振动响应的影响;文献［2］中从结构分析、动力学计算和动力特性实验3个方面研究了弹性联轴器的动力学特点;文献［3］中分析比较了不同高频段激振力作用下弹性橡胶联轴器的减振特性，提出了基于应力波理论的弹性联轴器高频减振特性计算方法;文献［4］中通过建立有限元模型，进行弹性联轴器的静态强度分析、模态分析，得到弹性联轴器在额定转矩下的应力位移结果和固有频率.对于振动传递中的减振问题，国内外学者［5－9］也开展了若干结构及轴系振动传递特性的理论与试验研究.文中开发了舰船动力装置中低振动传递特性的高弹性联轴器样机及其试验系统，通过测试6种不同试验工况下的轴向、径向以及扭转方向的振级落差和固有频率，对比不同试验工况下的隔振效果，研究了高弹性联轴器主要结构参数变化对振动传递特性的影响.1 振动传递特性试验方案1.1 试验对象文中的高弹性联轴器样机通过橡胶件、膜片层数的变换组合，可以组成6种不同结构的试验样机.表1为6种不同结构样机的具体参数.通过测试这6种不同结构样机的振动传递特性，研究橡胶件与膜片等结构参数变化对高弹性联轴器振动传递特性的影响规律.图1，2为试验样机结构示意图，在无橡胶件时，用刚性结构代替橡胶件.试验样机中弹性膜片材料为50CrV4弹簧钢，单片厚度为2 mm;橡胶件材料用邵氏硬度为50的天然橡胶，橡胶件为双排分布，每排由2个扇形块组成.表1 高弹联轴器样机详细参数Table 1 Parameter combinations of the rubber and diaphragm序号名称试验样机结构备注1 A－2－4 多层膜片双排橡胶件膜片数为4橡胶件数为4 2 A－2－6 多层膜片双排橡胶件膜片数为6橡胶件数为4 3 A－2－8 多层膜片双排橡胶件膜片数为8橡胶件数为4 4 A－0－4 纯膜片结构无橡胶件膜片数为4 5 A－0－6 纯膜片结构无橡胶件膜片数为6 6 A－0－8 纯膜片结构无橡胶件膜片数为8图1 多层膜片和双排橡胶件结构试验样机Fig.1 High-elastic coupling with rubber and diaphragm图2 多层膜片结构试验样机Fig.2 High-elastic coupling with diaphragm only 1.2 振动传递特性试验系统本试验激励系统由B＆K多通道分析仪产生快速正弦扫描激励信号，经过B＆K3627型激振系统从不同方向分别激励高弹联轴器的输入端质量块，使高弹联轴器系统产生不同方向的振动.测试系统由B＆K8230型力传感器检测激振器输入高弹联轴器的力幅值;用B＆K4508－B型加速度传感器测试高弹联轴器输入端和输出端的振动幅值，由此得到高弹联轴器结构的振动传递特性.1.3 轴向与径向振动传递特性测试方法及原理由于轴向与径向振动传递测试方法相同，故只说明轴向测试方法，径向不再赘述.如图3，4所示，在高弹联轴器样机的输入端和输出端分别连接一段轴，分别称为激励轴段和输出轴段，将激励轴段和输出轴段质心处分别用空气弹簧进行弹性支撑，空气弹簧支撑系统的垂向固有频率为3Hz.用激振系统在规定的频率和振幅下对轴段施加激励，分别测量激励轴段和输出轴段的轴向振动加速度幅值.试验时加速度传感器安装在轴向，采用多点测量取平均值减少测试误差.在输入端安装3个加速度传感器，得到输入端的轴向振动加速度幅值，分别为a1，a2，a3;在输出端安装3个加速度传感器，得到输出端的轴向振动加速度幅值，分别为a4，a5，a6，从而计算得出输入端和输出端的轴向振动平均加速度幅值分别为ain和aout，由此可得到高弹联轴器样机的轴向振级落差La，即高弹联轴器轴向的结构振动传递特性.图3 轴向振动传递特性测试原理Fig.3 Schematic diagram of measuring axial vibration transmission图4 轴向振动传递特性测试现场Fig.4 Test site of axial vibration transmission 1.4 扭转方向振动传递特性测试方法及原理如图5，6所示，在高弹联轴器的输入端和输出端分别连接一段轴，分别称为激励轴段和输出轴段，将激励轴段和输出轴段质心处分别用弹性支撑.在激励轴段和输出轴段上分别固定一个卡套，用激振系统在规定的频率和振幅下对轴段上的卡套端点处施加激励，使轴系产生相对于轴线的扭矩，从而产生扭转振动.分别测量激励轴段和输出轴段上卡套不同位置的振动加速度幅值，试验时加速度传感器安装在卡套上(垂直向下)，采用多点测量取平均值，从而减少测试误差，提高测试精度.在输入端卡套上安装2个加速度传感器，即得到输入端的振动加速度幅值分别为a1，a3，其中a1和a3的振动加速度幅值反映了输入端的扭转振动大小，平均加速度幅值为ain.在输出端卡套上安装2个加速度传感器，即得到输出端的径向振动加速度幅值分别为a4，a6，其中a4和a6的振动加速度幅值反映了输出端的扭转振动大小，平均加速度幅值为aout.由于在卡套上a1和a3到轴心的力臂与a4和a6到轴心的力臂相等，即高弹联轴器样机输入端和输出端的振动角加速度幅值的比值等于振动加速度幅值的比值，由此可得到高弹联轴器样机扭转方向的振级落差La，即高弹联轴器扭转方向的结构振动传递特性.图5 扭转方向振动传递特性测试原理Fig.5 Schematic diagram of measuring torsional vibration transmission图6 扭转方向振动传递特性测试现场Fig.6 Test site of torsional vibration transmission2 频响函数试验结果文中的频响函数是加速度响应测点4#与激振器输入端力信号的比值，通过频响函数进而得到高弹性联轴器结构振动的固有特性.高弹联轴器的隔振性能主要与其刚度和阻尼有关，高弹联轴器的刚度能够改变系统的固有频率，通过调整刚度可以实现将共振频率避开系统的激励频率，而阻尼可以改善系统的振动振幅，比如通过增大系统的阻尼抑制共振振幅;试验中通过调整膜片数量改变系统刚度，而安装的橡胶件可以同时改变系统的刚度和阻尼特性.从表2中可以看出，膜片数量的变化对于系统整体刚度影响较小，因此高弹联轴器3个方向上各阶固有频率变化不大，变化范围基本在5 Hz以内，而安装橡胶件对高弹联轴器的固有频率影响相对较大.在用刚性结构代替橡胶件时，首先，轴向和径向的第1阶固有频率变化不大，第2阶及更高阶次固有频率反而下降，这是由于高弹性联轴器的刚度发生变化，同时其参振质量也在改变;其次，扭转方向的固有频率在第2阶及更高阶次时发生变化，固有频率显著增加.频响测试结果表明，同时安装橡胶件和膜片不仅能降低系统各阶固有频率，而且使系统各阶固有频率更加集中，这有利于系统在运行中更好地避开共振区域.表2 高弹样机结构振动的固有特性Table 2 Natural frequencies of the high-elastic coupling方向工况固有频率/Hz 1阶 2阶 3阶 4阶轴向A－2－4 11.88 32.19 118.10 260.90 A－2－6 12.81 36.56 120.00 259.70 A－2－8 14.6941.56 123.80 262.20 A－0－4 13.75 39.38 41.80 596.30 A－0－6 13.44 31.2542.50 597.80 A－0－8 11.88 31.56 44.69 597.80径向A－2－4 7.50 24.38 72.19 156.30 A－2－6 8.13 30.00 72.81 156.60 A－2－8 9.06 35.31 75.94 161.90 A－0－4 8.44 35.31 41.80 596.30 A－0－6 8.75 31.56 42.50 598.10 A －0－8 8.75 31.56 45.63 598.10扭转方向A－2－4 11.88 25.56 132.80 263.10 A－2－6 11.25 26.88 132.50 264.40 A－2－8 11.25 26.88 133.80 265.30 A－0－4 12.19 198.40 271.60 354.40 A－0－6 11.88 200.00 271.80 354.70 A－0－8 12.50 203.40 272.50 358.103 不同试验工况振级落差对比分析图7为高弹性联轴器轴向不同工况下振级落差对比.在低频时隔振效果总体上随着频率的增加而下降，隔振效果在30 Hz左右出现微小下降，这是由高弹性联轴试验系统的固有频率引起的;在40～100Hz范围内，频率越高，轴向隔振效果越明显，振级落差的衰减速率大约为每倍频程30 dB;在100～400Hz范围内，轴向隔振效果趋于平稳，达到50～60 dB;在400Hz以上频率，高弹联轴器安装橡胶件时的轴向隔振效果比不安装橡胶件时要好20～30 dB.从整体来看，膜片数量的变化对隔振效果的影响相对较小，大约4～6 dB，安装橡胶件对隔振效果的影响相对较大，尤其是在高频段隔振效果明显.图7 轴向不同工况下振级落差对比Fig.7 Comparison of vibration level differences along axial direction图8为高弹性联轴器径向不同工况下振级落差对比.在10～25Hz范围内，频率越高，径向隔振效果越明显，振级落差的衰减速率大约为每倍频程20 dB;在25～200 Hz范围内，径向隔振效果在15～30 dB范围内波动;在200 Hz以上频率时，不安装橡胶件的径向隔振效果开始下降，安装橡胶件比不安装橡胶件时径向的隔振效果要好20～30 dB.膜片数量的变化对隔振效果的影响相对较小，大约3～5 dB，而安装橡胶件对隔振效果的影响相对较大，尤其在高频段能显著提高径向的振动隔离效果.图8 径向不同工况下振级落差对比Fig.8 Comparison of vibration level differences along radial direction图9为高弹性联轴器扭转方向不同工况下振级落差对比.在10～25 Hz范围内时，除了在20 Hz频率下安装橡胶件时振动有放大之外，不同工况下扭转方向的振级落差基本接近，几乎没有隔振效果;在25Hz以上频率时，不安装橡胶件时扭转方向的隔振效果在－10～10dB范围内波动，安装橡胶件时扭转方向振级落差的衰减速率大约为每倍频程15～20 dB(个别频段除外)，频率在500Hz以上时的振级落差稳定在－55dB左右.膜片数量的变化对高弹性联轴器扭转方向的振动隔离效果影响很小，而安装橡胶件则对隔振效果的影响很大，能够显著提高25 Hz以上频率的扭转方向隔振效果.图9 扭转方向不同工况下振级落差对比Fig.9 Comparison of vibration leveldifferences along torsional direction4 结论1)通过不同工况试验数据对比可以发现，不论在轴向、径向还是扭转方向，膜片数量的变化(4、6、8)对高弹性联轴器的振动隔离效果影响较小.同时在中高频段，纯膜片结构的隔振效果总体在10 dB以内，隔振效果并不理想.2)安装橡胶件对高弹性联轴器3个方向的振动传递特性影响均较大，安装橡胶件能够显著提高50 Hz以上频率时的振动隔离效果.400 Hz以上频率时，其隔振效果稳定在50dB左右.3)在0～30Hz的较低频时，由于系统固有共振特性的影响，高弹性联轴器的振动传递特性稍微变差，其变差的准确频率段取决于高弹性联轴器的刚度及两端配置的轴端附加质量大小，即取决于系统固有频率的大小.因此在船舶轴系配套选型以及高弹性联轴器详细参数设计时，应根据轴系的质量分布情况和主要扰动力频率特性确定合理刚度参数，避开系统的共振频率.关于高弹性联轴器两端轴段附加质量大小、轴系中轴承座的固定支撑边界条件、轴系运行过程中的动态载荷、轴系负载的非线性等因素对高弹性联轴器振动传递特性的影响，还有待于进一步分析和研究.参考文献(References)［1］李和言，马彪，马洪文，等.弹性联轴器对车辆动力传动系统扭振特性影响研究［J］.机械强度，2003，25(6):596－603.Li Heyan，Ma Biao，Ma Hongwen，et al.Study on torsional vibration performance of vehicle power train affected by elastic coupling［J］.Journal of Mechanical Strength，2003，25(6):596 －603.(in Chinese)［2］梅庆，力宁.弹性联轴器动力特性分析与实验研究［J］.振动与冲击，2008，27(6):128 －131.［3］丁春华，常山.大转矩弹性橡胶联轴器高频减振特性分析［C］∥动力传动国际会议.西安:［s.n.］，2011(10):8－12.［4］陆辉，丁春华.大转矩弹性联轴器静态特性分析［C］∥动力传动国际会议.西安:［s.n.］，2011(10):16 －20.［5］温华兵，左言言.加筋圆柱壳体支撑结构振动传递特性试验研究［J］.船舶力学，2013，17(4):785 －792.Wen Huabing，Zuo Yanyan.Research on the vibration transmission characteristics of the supporting structures of aring-stiffened cylindrical shell［J］.Journal of Ship Mechanics，2013，17(4):785 －792.(in Chinese)［6］王国治，肖英龙.某船舶结构声学设计技术探讨［J］.江苏科技大学学报:自然科学版，2014，28(1):1－7.Wang Guozhi，Xiao Yinglong.Research on acoustic design of a certain ship structure［J］.Journal of Jiangsu U-niversity of Science and Technology:Natural Science Edition，2014，28(1):1 －7.(in Chinese)［7］ Dylejko P ，Kessissoglou N J.Optimisation of a resonance changer to minimise the vibration transmission in marine vessels［J］.Journal of Sound and Vibration，2006，300(1):101－116.［8］ Yin Jianfei，Carl H.Prediction of high-frequency vibration transmission across coupled periodic ribbed plates by incorporating tunneling mechanisms［J］.Journal of the A-coustical Society of America，2013，133(4):2069 －2081.［9］ Giannopoulos G I，Georgantzinos S K.Coupled vibration response of a shaft with a breathing crack［J］.Journal of Sound and Vibration，2015，336:191 －206.。
高弹性联轴器及其在舰船和陆用动力装置中的应用
高弹性联轴器及其在舰船和陆用动力装置中的应用
高弹性联轴器是由高弹性体制成的联轴器。
它们能够强有力地耦合和同步两种轴，消除驱动电机的冲击，也可以缓冲旋转轴承和减轻愉振。
它有很多颗粒，一般搭配不锈钢钢板，一般用上弹簧片做支撑，因此，具备高弹性性能。
一、高弹性联轴器的类型
1、湿式联轴器。
湿式联轴器是采用润滑油结构的一种联轴器，一般用于轻微
冲击或振动的机器，具有较高的阻尼能力和安装方便的特点。
2、干式联轴器。
具有良好的抗冲击、抗振动和抗摩擦的特点，可用于机床的
维护和肯定对精密机床的效果也很出色。
3、橡胶垫联轴器。
具有优异的子振动抑制能力，可以缓冲细微的振动和冲击，而且抗大的轮轴转矩，能够节省能量消耗，并且成本低廉。
二、高弹性联轴器在舰船和陆用动力装置中的应用
1、船舶应用。
由于船只振动大、振动源不固定、振动响应特性变化较快，因此，采用高弹性联轴器，可以有效缓解振动，以提高船舶的行驶稳定性。
2、陆用动力装置。
陆用动力装置结构复杂，受力较大，因此，采用高弹性联
轴器，能够有效消除冲击，保护驱动部件的安全，提高动力装置的工作效率。
三、总结
高弹性联轴器具有多项优点，不仅能够有效地减少冲击，缓冲振动，而且能够节约能量消耗，具有较高的成本效益性。
新一代高弹性联轴器可以支撑更大的轮轴扭矩。
它们因此能够被用于船舶和陆用设备等多种严苛的环境中，为船舶和动力装置的安全运行提供重要支撑。
标准联轴器的性能与应用场合
标准联轴器的性能与应用场合联轴器分为刚性联轴器、挠性联轴器、安全联轴器、非机械式联轴器等。
常用的联轴器已标准化，主要标准联轴器有以下各种：一、刚性联轴器凸缘联轴器(GB/T5843-1986)：无补偿性能，也不能缓冲减振。
结构简单、成本低、装拆和维护较简便，但安装时需保证两轴有较高的对中精度。
适于载荷平稳、高速或传动精度要求较高的场合。
夹壳联轴器(FJ165-1979)：无补偿性能，也不能缓冲减振。
结构工艺性较差，平衡精度低，但装拆方便。
适于载荷平稳且低速场合。
立式夹壳联轴器（HG5-213-1965）：无补偿性能，也不能缓冲减振。
结构工艺性较差，平衡精度低，但装拆方便。
适于载荷平稳且低速场合。
平行轴联轴器（JB/T7006-1993）：无补偿性能，也不能缓冲减振。
偏心并不影响转速与转矩的传递。
加工简单、安装方便，不会引起振动。
适用于两水平平行轴传动系统的联接。
各种联轴套(JB/GQ443-1980～JB/GQ446-1980)：无补偿性能，也不能缓冲减振。
结构简单，径向尺寸小，装拆时必须轴向移动。
适于载荷平稳、两轴对中精度较高、低速、轻载场合。
二、无弹性元件挠性联轴器滚子链联轴器(GB/T6069-1985)：稍有补偿两轴相对偏移的能力。
结构简单，制造、维修、装拆方便，重量较轻，工作可靠，适于潮湿、高温、多尘、有一定腐蚀性的环境，不宜于高速、起动频繁或正反转变化多以及剧烈冲击振动场合。
鼓形齿式联轴器(ZBJ19012-1989、ZBJ19013-1989、ZBJ19014-1989):有一定的两轴相对偏移的补偿能力，不能缓冲减振。
外廓小而传力大，制造较复杂，且需润滑，有噪声。
适于低速重载水平轴间的联接，经仔细加工并经动平衡后亦可用于较高速度，但起动或正、反转转换频繁工况下不宜采用。
在冶金机械、重型机械中常用。
有电动机轴伸型、基本型（宽或窄型）、中间轴型等。
鼓形齿式联轴器（JB/T5514-1991）：内齿圈采用尼龙材料。
弹性柱销联轴器标准
弹性柱销联轴器标准弹性柱销联轴器是一种常见的机械传动装置，其作用是传递旋转运动和扭矩，同时具有一定的弹性变形能力。
在工业生产中，弹性柱销联轴器被广泛应用于各种传动系统中，其标准化对于保障设备安全运行和提高传动效率具有重要意义。
弹性柱销联轴器的标准主要包括外形尺寸、技术要求、检验方法、标志、包装、运输和贮存等内容。
首先，外形尺寸是弹性柱销联轴器标准的基础，它规定了联轴器的整体尺寸、轴孔尺寸、螺纹参数等，保证了联轴器在不同设备之间的互换性。
其次，技术要求是弹性柱销联轴器标准的核心内容，包括了联轴器的材料、强度、刚度、扭转角、传动扭矩等性能指标，确保了联轴器在工作过程中的可靠性和稳定性。
检验方法则是对联轴器进行质量检测的标准，通过严格的检验程序和方法，确保了联轴器的质量符合标准要求。
标志、包装、运输和贮存等内容则是对联轴器在生产、销售和使用过程中的管理和要求。
弹性柱销联轴器标准的制定和执行对于提高产品质量、保障设备安全运行、促进行业健康发展具有重要意义。
首先，标准化可以统一产品的质量要求和技术规范，消除了产品质量的不确定性，提高了产品的可靠性和稳定性。
其次，标准化可以促进行业技术的进步和创新，推动产品质量的提升，提高了企业的竞争力和市场地位。
最后，标准化可以降低生产成本、提高生产效率，为企业节约了成本，提高了经济效益。
总的来说，弹性柱销联轴器标准的制定和执行对于推动行业发展、提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
我们应该高度重视标准化工作，加强标准化宣传和培训，提高企业和员工的标准化意识，促进标准化工作的深入开展，为行业的健康发展和经济的可持续发展做出积极贡献。
同时，我们也要不断完善和更新标准，适应市场需求和技术发展的变化，推动标准化工作不断向前发展，为行业的可持续发展和全面提升做出更大的贡献。
联轴器介绍及其装配大全
联轴器介绍及其装配大全1 概述一般机械都是由原动机、传动机和工作机构组成，这三部分必须联接起来才能工作，而联轴器就是把它们联接起来的一种重要装置。
联轴器主要用于两轴之间的联接，它也可用于轴和其它零件（卷筒、齿轮、带轮等）之间的联接。
它的主要任务是传递扭矩。
根据被联接两轴的相对位置关系，联轴器可分为刚性、弹性和液力三种。
刚性联轴器用在两轴能严格对中，并在工作时不发生相对位移的地方；弹性联轴器用在两轴有偏斜或工作中有相对位移的地方；液力联轴器是用液体动能来传递功率，用在需要保护原动机不遭过载损坏而又可空载起动的地方。
各种联轴器的特性比较见表14.6-1。
2一般介绍：（1）刚性联轴器： 套筒、刚性凸缘、立式夹壳式、纵向可拆式、齿轮、浮动（十字滑块）、铰链（万向）联轴器 ，共7种。
a.套筒联轴器： 制造容易，纵向尺寸小。
装拆时需轴向移动。
通常用于传递扭矩小于1000kgf.m ，转速低于250r/min ，轴径小于100mm 。
它分为平键套筒联轴器、圆柱销套筒联轴器、圆锥销联轴器共三种。
如图示：图14.6-1 圆柱销套筒联轴器 图14.6-2 圆锥销套筒联轴器图14.6-3 平键套筒联轴器 图14.6-4 刚性凸缘联轴器1-圆盘（一）2-圆盘（二）3-螺母4-螺栓5-垫圈6-螺钉b. 刚性凸缘联轴器：它是两个带凸缘的半联轴器组成，中间用螺栓将两个半联轴器联成一体。
c. 立式夹壳式联轴器：它是由两个半圆筒形的夹壳以及联接它们的螺栓组成。
拆装方便，不需要作轴向移动。
多用于直径小于200mm的轴。
为可靠，中间加一平键。
图14.6-5 立式夹壳式联轴器d. 纵向可拆式联轴器：基本与c相似。
e. 齿轮联轴器：它是由两个内齿圈1、2和外齿圈3、4组成。
并且内齿圈1、2用螺栓联接，外齿圈用键联接。
它的优点：有较多齿工作，可以传递很大的扭矩，并且允许综合位移，故在重型、高速机械中得到广泛应用。
因此它制造精度高，成本也高。
简介高弹性联轴器在船舶动力装置中的使用
RA TO 2S 型高弹性联轴器主要由弹性元件、膜 片组件和联接件组成。 根据联轴器的型号大小和刚 度级别, 可将扭转弹性元件布置成单排或多排。弹性 元件由多个扇形块组成。
Zhang Yun
Keywords: h igh ela st ic coup ling; pow er p lan t Abstract:W ith con t inuou s developm en t of sh ip bu ild ing techno logy, there app ea rs h igh and h igher dem and s on the safety, reliab ility and com fo rt ab ility of sh ip pow er p lan t, and m o re and m o re sh ip s have been e2 qu ipp ed w ith h igh ela st ic coup ling to so lve the p rob lem of vib ra t ion and no ise. T he a rt icle p rovide a clo se d iscu ssion fo r reader’s reference.
I 2 ——高弹性联轴器齿轮箱侧的转动惯量,
该联轴器的特点是强度高, 耐疲劳性好, 弹性较 大, 但易形成应力集中, 弹性元件制造工艺复杂。 现 在已很少应用在船舶主推进装置。
图 3 为 EZR 型高弹性联轴器的结构图。