第三章  蛇簧联轴器静力学及有限元分析

3。1  蛇簧传递扭矩时的力学模型及其应力分析

蛇簧上的力 F，以及和他互为作用力和反作用力的 FN，求得一个，便可知另 一个，而通过半联轴器受力模型（图 3-1）可以求出 FN。

图 3-1 半联轴器受力简图

每个齿作用在蛇簧上的力[26]为

式中 TC——联轴器的计算转矩， N m； Z——半联轴器上的齿数； T——齿距，mm；

Dm——半联轴器上平均齿高处的直径，mm； FN——蛇簧作用在每个齿上的力，N。

3。2  传递扭矩时的力学模型

将蛇簧作为梁来考虑，是为了防止实际计算中的复杂情况。当蛇簧靠近圆弧 段时，将 A 点作为固定铰支座（见图 3-2），因为整个运动过程中变形基本为零。 因为半联轴器和蛇簧的齿接触时，齿的半径远远大于齿长，因而垂直方向的

位移远远大于水平位移，所以将 C 点考虑作为可动铰支座。 在分析受力时，可以将蛇簧所受的力集中加在两半联轴器的间隙中，即 B

点。

联轴器在实际工作中容易产生不对中状态，主要由运行中产生的剪力和弯矩 引起，但蛇簧的的使用可以很好的解决这一问题。

由上述分析得蛇簧运动状态的简化模型，如图 3-3。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

图 3-2 弧形齿蛇簧联轴器结构示意图 FZ 和 FC 为支反力，F 为蛇簧所受力

图 3-3 弧形蛇簧联轴器蛇簧受力模型

求出支反力 FZ 和 FC

式中L4——蛇簧直线段长度，mm； a——蛇簧直线段重点与齿和蛇簧接触点间距离，mm。

1）列剪力 FQ 和弯矩 M 方程

因为不能用同一个方程表示 AC 和 BC 两段的剪力和弯矩，所以在左端点为 量，B 为集中力作用点的情况下，Fa 为其左边的力，则剪力和弯矩，即 FQ 和 M 分别为：