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蛇形簧型联轴器的发展和动力特性分析一、蛇形簧型联轴器的发展
我国蛇形簧型联轴器的技术和生产主要经历了四个阶段：阶段是二十世纪五、六十年代主要以自力生为主，配合各种机械设备制造一些蛇形簧型联轴器，其特点是功率较小，品种少，不成规模；二阶段是二十世纪七、八十年代，随着对外开放，引进一些技术和国外的先进机械设备，对蛇形簧型联轴器技术的发展和在国内推广应用起了关键作用。第三阶段是二十世纪八十年代到二十一世纪，经过近20年的发展，在国内机械工程师的努力下，所生产的蛇形簧型联轴器基本能够满足国内的要求，己形成蛇形簧型联轴器的行业标准体系。第四阶段是二十一世纪至今，随着现代高科技的发展，国内科技自主能力和创新技术能力的增强，我国蛇形簧型联轴器行业高速发展，呈现繁盛，从而使国内蛇形簧型联轴器的发展与接轨，在某些技术上甚至超越标准。
在国外，蛇形簧型联轴器的研究起步较早，生产蛇形簧型联轴器的大多数为主，蛇形簧型联轴器生产厂商的共同特点是产品技术含量高，适应当前重机配套的技术需要，加工设备先进，铸锻件及液压、电器元器件配套，管理先进，注重技术开发和技术进步。
蛇形簧型联轴器设置在柴油机的输出端，其功能在于传递扭矩；调整传动装置轴系扭转振动特性；补偿因振动、冲击引起的主、从动轴的中心位移；缓冲和吸振。蛇形簧型联轴器由于传动性能优良，品种繁多，被广泛地应用在柴油机动力装置中，近年来在发展迅速。在船舶上广泛应用的盖斯林格型、伏尔康型和RATO型等蛇形簧型联轴器均己形成标准化、系列化产品。非金属弹性元件蛇形簧型联轴器的弹性元件在受压缩、剪切并压缩、扭转状态下传递扭矩。具有弹性模量变化范围大，容易得到不同的刚度，可以用硫化方法使橡胶与金属表面牢固的粘接，能用形状简单的弹性元件构成大型挠性蛇形簧型联轴器；以及内摩擦大、质量小、单位体积存储的变性能大，阻尼性能好，无机械摩擦和滑动，不需要润滑等优点。橡胶是蛇形簧型联轴器采用的非金属弹性材料中应用较多的材料。
二、蛇形弹簧联轴器动力特性分析
在航空涡轮轴发动机的台架试验中，与功率吸收装置相联的转接套齿通过花键与弹性轴松动连接。如前所述，这种松动连接在可靠地传递功率的同时，与弹性轴一起在发动机和功率吸收装置之间起着隔离振动的作用。因为是花键连接，有时候甚至采用直齿的渐开线花键，其隔离振动作用需要有相应的结构保证才能发挥作用。如果在结构上安排不恰当，往往造成有害的振动。本节研究转接套齿的长度因素对其振动的影响，说明转接套齿在蛇形联轴器功能实现过程中不可忽视的作用。
在0~30000r/mn转速范围内长、短花键的响应幅值的比较。显然，在各转速下长转接套齿的响应幅值要明显大于短转接套齿的幅值。长转接套齿的长度大约是短转接套齿的24倍，而在30000r/mn转速下长转接套齿的不平衡响应幅值是短转接套齿的16倍以上。因此，对于转接套齿右端花键与弹性轴间的松动连接，在不平衡载荷作用下，转接套齿的长度因素显著地影响着这里的松动连接状态。也就是说，若转接套齿长度设计过长，花键连接是不足以补偿转接套齿和弹性轴之间的角度偏差的。
受蛇形弹簧联轴器连接两轴状态的影响，松动花键连接由铰接形式向柔性连接甚至刚性连接形式转变。模拟这种变化，计算多种连接状态下的蛇形弹簧联轴器连接轴系临界转速和振动形式。
在近似铰接状态下，以花键连接处的振动为主，带动转接套齿和弹性轴的刚体振动，随着连接刚度的增加，逐渐变化为包括转接套齿和弹性轴在内的整个连接轴系的弯曲振动。
在设计这种蛇形弹簧联轴器时，一般是保证其在工作转速范围内不存在临界转速，因此转接套齿和弹性轴间的连接为松动连接，以实现弹性轴为浮动轴的设计概念。被连接两轴仅存在小的相对弯转变形是蛇形弹簧联轴器的正常工作状态。由于设计不当，转子振动过大，导致相对弯转变形过大，这时松动连接转变为柔性连接，而这种改变有可能导致弹性轴动态特性的完全改变。
套齿花键蛇形弹簧联轴器是航空发动机设计与试验中常用的结构，本文通过对蛇形弹簧联轴器进行结构分析、动力特性计算、动力特性实验等工作，得到如下结论：
1)为使弹性轴发挥浮动轴的作用，弹性轴两端的花键连接为松动连接。松动程度取决于花键的结构形式以及加工、装配情况。
2)转接套齿的结构形式影响着工作状态下花键连接的松动程度，若转接套齿过长，将会导致松动连接作用的失效。
3)若花键连接两轴存在较大的相对弯转变形，将导致松动连接转变为柔性连接，从而改变蛇形弹簧联轴器的动力特性，并在发动机、减速器、动力装置或者功率吸收装置之间传递振动，并延长了两支承间的转轴长度，从而在较低的转速下产生较大的振动，危害轴系的运行。
4)蛇形弹簧联轴器的动力特性实验证实了松动连接变化为柔性连接的存在，但在蛇形弹簧联轴器的工作范围内存在弹性轴的弯曲型临界转速是不允许的。
5)允许有较大的相对弯转变形是确保套齿花键为松动连接的关键。在花键的结构上采取措施，如鼓形花键等。.
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