齿式橡胶联轴器动态扭转刚度分析

　　齿式橡胶联轴器动态扭转刚度分析盛贵宾李应生丁春华魏君波中国船舶重工集团公司第7，3研宄所，黑龙江哈尔滨150078对其动态扭转刚度进行分析，并对不同转矩下联轴器动刚度特性进行了讨论。结果明齿式橡胶联轴器的动态扭转刚度与所传递的转矩有关，且随传递转矩的增大而增大，随着频率增加呈现先减小后增大，引言弹性联轴器是船舶动力传动装置常用的传动元件，主要起到传递转矩补偿位移和隔离振动的作用。

　　目前，应用于大转矩高转速的联轴器并不多见。齿式橡胶弹性联轴器正是为解决这问题而发展起来的，其主要应用于以蒸汽为动力源的舰船装置中，能够起到提高不对中补偿能力隔离结构噪声的目的。这主要是由于橡胶弹性元件的存在，隔离了传动轴系间结构噪声的传递，在传播途径上抑制了噪声的传播，对于提高水下舰艇的隐蔽性和安静性尤为重要。

　　同在于弹性元件是以若干独立的梯形橡胶块组成；梯形橡胶块嵌入两半联轴器相应齿槽内，实现两半联轴器的连接。橡胶块制造简单，更换方便，只需要拆卸端盖即可，不需要轴向移动两半联轴器。在传递转矩的过程中，输入齿环通过橡胶的弹性压缩变形将转矩传递至输出齿环，隔声减振作用依靠弹性元件的弹性变形来完利用人6人9旧软件对该联轴器的动态扭转特性进行了仿真分析。

　　1齿式橡胶弹性联轴器结构特点齿式橡胶弹性联轴器是压缩型弹性联轴器，结构成。当传递转矩较大时，橡胶块沿径向变形和轴向变形都受到限制，以致联轴器明显的呈现非线性特性，当转矩使橡胶块变形后的体积充满凸齿之间的空隙，橡胶块就失去弹性，联轴器变成刚性联轴器。齿式橡胶弹性联轴器补偿能力及衰减振动能力不大，多用于转矩变动不大旋转频率较高的装置中，例iK+i如以蒸汽为动力或者燃气为动力的舰船动力装置。2入1人1 2橡胶的应力应变关系橡胶的变形属于有限变形，本构关系通常是基于应变不变量的函数形式，这与通常的应力是应变的函数的本构关系有很大不同。目前主要是将应变能密度函数用于弹性变形的本构理论来解决这类问题1.

　　般可将应变能密度函数分为两类类是根据本公式。

　　由以上推导可知，在有限元分析中所选用的应变能密度函数的材料力学性能常数，可以由橡胶的拉伸或者压缩实验所测得的应力和伸长比根据式7来确定。

　　统计热力学的统计模型；另类是把橡胶材料作为连续统体来处理的唯象理论模型。唯象理论处理橡胶时，都把橡胶材料的变形看成是各向同性的超弹性体长比入1入2入3或者是变形张量23的应变不变量的函数。

　　3=入2入22入32由于橡胶的不可压缩特性有3=2=则可以把12看作2个独立变量，由3个拉伸比所决定，因此各项同性的不可压缩材料的应变能密度函数可以示为下列各项的和这就是出所推导的橡胶应变能密度函数，当3动态扭转刚度分析3.1有限元模型建立利用办，软件建立齿式橡胶弹性联轴器的维模型，并在软件中进行装配。联轴器的外径为685，外齿部件的齿根直径455，内齿部件的齿根直径598，联轴器轴向长度520，内外直线齿长均为206，齿高68，橡胶块受压面长180齿式橡胶弹性联轴器的维模型2.

　　在建立有限元模型时，做了如下简化1联轴器两端法兰的螺栓孔对于联轴器的动态扭转刚度作用不大，忽略连接螺栓和螺纹孔；2对计算结果影响不大的倒角过渡圆弧忽略。利用专业的网格划分软件1.

　　历系数；为定义材料的压缩性，1的值决定材料是否可压缩，如果所有的砧都为，则代材料时完全不可压缩的。

　　本例中取=则橡胶的应变能函数为厘，迅必1莫型，以对橡胶材料的单轴向压缩实验数据为依据，进行试验数据拟合，从而得到橡胶计算所需要3.3边界条件根据各部件之间的装配关系，设置装配体约束类型，考虑主面和从面的形状，接触选项采用面对面，自动调整接触，设置橡胶与金属之间的摩擦因数为面，才！

　　触的滑移入人1态。

　　端法橡胶处于金属部件的包围之中，将橡胶块的所有与对应的金属件之间建立接触关系。金属面为主1胶面为从面。橡胶块在受到压缩变形时，与相接金属面之间只有很小的相对滑动，因此选用小808，来描述两接触面的滑动3.

　　加载时，端法兰固定，即，=2=3=，另兰最外层节点的坐标系定义为主面坐标系，施加耦合约束，然后在柱坐标系中施加扭转载荷。

　　计算方法在人6人认中，要得到