复合材料高补偿挠性膜盘联轴器的制作方法

本发明涉及一种旨在加强对于船舶、车辆等不稳定传动结构，径向轴向及角向的位移补偿与大扭矩传动的能力的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器。

背景技术：
：

膜盘联轴器是一种挠性联轴器，它通过弹性元件膜盘将驱动机所产生的扭矩传递给从动机，膜盘联轴器在补偿大的径向轴向及角向偏移、传递功率、扭矩能力强等特点，所以在工业、船舶、汽轮机、高速离心式压缩机应用广泛。

弹性元件是膜盘联轴器中的关键零部件，它在受载荷时能产生显著的弹性变形，一方面能起到补偿所连两轴间相对位移的作用，其二可以通过储存弹性变形达到缓和冲击的作用，其三可以通过改变联轴器的结构刚度，来调节系统的固有频率，达到避免共振和降低结构噪声的目的。目前，弹性联轴器按弹性元件分类，主要分为金属弹性元件联轴器和非金属弹性元件联轴器两大类。其中纤维增强树脂基复合材料所具有的高比强度、高比模量、耐腐蚀等优点使得其制作的复合材料弹性膜盘、复合材料弹性传动轴具有轻质、噪声低、反作用力低等优点。

技术实现要素：
：

本发明的目的是提供结构简单；重量轻；能传动大扭矩；对径向轴向及角向都有位移补偿；其结构刚度、固有频率可随需要调节等特点。而且在恶劣环境下有良好适应性；良好的吸收震动、缓和冲击、耐疲劳特性；具有容易加工、装配、拆卸的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，其组成包括复合材料联轴器输入部分、复合材料联轴器输出部分和挠性膜盘间过渡连接件；

复合材料联轴器输入部分包括动力输入过渡连接件、输入挠性膜盘过渡连接件和输入挠性膜盘，动力输入过渡连接件为一端具有法兰连接件而另一端为动力连接端的筒形结构，输入挠性膜盘过渡连接件为两端具有法兰连接件的筒形结构，输入挠性膜盘为圆环形片层结构；其中，动力输入过渡连接件的法兰端与输入挠性膜盘过渡连接件其中一个法兰端对扣并固定连接，输入挠性膜盘过渡连接件的另一个法兰端固定安装在输入挠性膜盘的动力输入侧的盘面上，且动力输入过渡连接件、输入挠性膜盘过渡连接件和输入挠性膜盘同轴心设置；

复合材料联轴器输出部分包括输出挠性膜盘、输出挠性膜盘传动轴过渡连接件、复合材料传动轴、传动轴输出过渡连接件、动力输出过渡连接件，输出挠性膜盘为圆环形片层结构，输出挠性膜盘传动轴过渡连接件为一端具有法兰连接件的筒形结构，复合材料传动轴为筒形结构，传动轴输出过渡连接件为一端具有法兰连接件的筒形结构，动力输出过渡连接件为一端具有法兰连接件而另一端为动力输出连接端的筒形结构；其中，输出挠性膜盘的动力输出侧的盘面与输出挠性膜盘传动轴过渡连接件的法兰连接件端固定连接，输出挠性膜盘传动轴过渡连接件与传动轴输出过渡连接件的直筒端分别套装于复合材料传动轴的两端，传动轴输出过渡连接件的法兰连接件端与动力输出过渡连接件的法兰连接件端固定连接；

复合材料联轴器输入部分和复合材料联轴器输出部分同轴心设置，且复合材料联轴器输入部分的输入挠性膜盘与输出挠性膜盘之间通过挠性膜盘间过渡连接件固定连接，挠性膜盘间过渡连接件为筒形。

有益效果：

本发明包括一对挠性膜盘，复合材料回转缠绕传动轴，五种过渡连接零件，连接螺栓组成，对称挠性膜盘一端与动力输入端连接，另一端通过过渡连接零件连接复合材料传动轴，然后用过渡连接零件连接动力输出端。本发明结构简单，由于使用了复合材料挠性元件，本发明具有重量轻；能传动大扭矩；对径向轴向及角向都有位移补偿；其结构刚度、固有频率可随需要调节等特点。而且在恶劣环境下有良好适应性；良好的吸收震动、缓和冲击、耐疲劳特性；具有容易加工、装配、拆卸等特点。

本发明利用纤维增强树脂基复合材料为原材料制作的弹性膜盘、传动轴，具有的高比强度、高比模量、耐腐蚀、轻质、噪声低、反作用力低等优点。设计一种能起到补偿输入与输出。两轴间相对位移，可以通过储存弹性变形达到缓和冲击和吸收震动，可以通过改变联轴器的结构刚度，来调节系统的固有频率，能避免共振和降低结构噪声的高补偿弹性膜盘联轴器。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是a-a向剖面结构示意图；

附图3是本发明涉及的挠性膜盘连接螺栓的径向连接结构示意图；

附图4是本发明涉及的传动轴连接螺栓的轴向连接结构示意图；

其中：1为动力输入过渡连接件，2为输入挠性膜盘，3为输出挠性膜盘，4为复合材料传动轴，5为动力输出过渡连接件，6为传动轴输出过渡连接件，7为输出挠性膜盘传动轴过渡连接件，8为挠性膜盘间过渡连接件，9为输入挠性膜盘过渡连接件，10为为动力输入输出连接螺栓，11为挠性膜盘连接螺栓，12为传动轴连接螺栓。

具体实施方式：

具体实施方式一：

本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，如图1所示，其组成包括：复合材料联轴器输入部分、复合材料联轴器输出部分和挠性膜盘间过渡连接件8；

复合材料联轴器输入部分包括动力输入过渡连接件1、输入挠性膜盘过渡连接件9和输入挠性膜盘2，动力输入过渡连接件1为一端具有法兰连接件而另一端为动力连接端的筒形结构，输入挠性膜盘过渡连接件9为两端具有法兰连接件的筒形结构，输入挠性膜盘2为圆环形片层结构；其中，动力输入过渡连接件1的法兰端与输入挠性膜盘过渡连接件9其中一个法兰端对扣并固定连接，输入挠性膜盘过渡连接件9的另一个法兰端固定安装在输入挠性膜盘2的动力输入侧的盘面上，且动力输入过渡连接件1、输入挠性膜盘过渡连接件9和输入挠性膜盘2同轴心设置；

复合材料联轴器输出部分包括输出挠性膜盘3、输出挠性膜盘传动轴过渡连接件7、复合材料传动轴4、传动轴输出过渡连接件6、动力输出过渡连接件5，输出挠性膜盘3为圆环形片层结构，输出挠性膜盘传动轴过渡连接件7为一端具有法兰连接件的筒形结构，复合材料传动轴4为筒形结构，传动轴输出过渡连接件6为一端具有法兰连接件的筒形结构，动力输出过渡连接件5为一端具有法兰连接件而另一端为动力输出连接端的筒形结构；其中，输出挠性膜盘3的动力输出侧的盘面与输出挠性膜盘传动轴过渡连接件7的法兰连接件端固定连接，输出挠性膜盘传动轴过渡连接件7与传动轴输出过渡连接件6的直筒端分别套装于复合材料传动轴4的两端，传动轴输出过渡连接件6的法兰连接件端与动力输出过渡连接件5的法兰连接件端固定连接；

复合材料联轴器输入部分和复合材料联轴器输出部分同轴心设置，且复合材料联轴器输入部分的输入挠性膜盘2与输出挠性膜盘3之间通过挠性膜盘间过渡连接件8固定连接，挠性膜盘间过渡连接件8为筒形。

先将输入挠性膜盘2与输入挠性膜盘过渡连接件9进行连接，再将输入挠性膜盘过渡连接件9另一端与动力输入过渡连接件1连接形成所述复合材料联轴器输入部分；然后将输出挠性膜盘3与复合材料传动轴4通过输出挠性膜盘传动轴过渡连接件7连接，输出挠性膜盘传动轴过渡连接件7另一端与传动轴输出过渡连接件6连接，再将传动轴输出过渡连接件6另一端与动力输出过渡连接件5连接形成复合材料联轴器输出部分；最后将所述输入、输出两部分通过挠性膜盘间过渡连接件8连接起来得到所述复合材料高补偿挠性膜盘联轴器。

所述的高补偿的补偿指，在原动机所输出的运动在传递给工作机的过程中，两者的相对位置发生变动时，由连接件保证动力有效传递的一种方法，本发明涉及的复合材料挠性膜盘联轴器，能实现直线距离超过10mm、轴心夹角超过15°的输出补偿，称之为高补尝。

具体实施方式二：

与具体实施方式一不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，如图1和图2所示，所述的输入挠性膜盘2与输入挠性膜盘过渡连接件9通过一组动力输入输出连接螺栓10进行连接固定安装，且每根动力输入输出连接螺栓10的中轴线与输入挠性膜盘过渡连接件9的中轴线方向相同。

具体实施方式三：

与具体实施方式二不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，如图1和图2所示，所述的输入挠性膜盘2与输入挠性膜盘过渡连接件9之间固定安装用的动力输入输出连接螺栓10的分布形状为圆形，圆形的半径为204mm，经实验能有效同步传递扭矩并固定挠性膜盘与过渡连接件。

具体实施方式四：

与具体实施方式一、二或三不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，如图1和图2所示，所述的复合材料传动轴4的一端通过两组螺栓与输出挠性膜盘传动轴过渡连接件7固定连接，复合材料传动轴4的另一端通过两组挠性膜盘连接螺栓11与传动轴输出过渡连接件6固定连接，且每根挠性膜盘连接螺栓11的中轴线位于复合材料传动轴4的径向方向；每组挠性膜盘连接螺栓11的分布点连线为圆形。

具体实施方式五：

与具体实施方式四不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，如图1和图2所示，每根所述的挠性膜盘连接螺栓11与另一组中相邻两根挠性膜盘连接螺栓11所在分布点的位置的连线夹角为45°。

具体实施方式六：

与具体实施方式一、二、三或五不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，如图1和图2所示，所述的输入挠性膜盘2、挠性膜盘间过渡连接件8和输出挠性膜盘3三者之间通过传动轴连接螺栓12固定连接，传动轴连接螺栓12分布点连线为圆形。

具体实施方式七：

与具体实施方式六不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，所述的输入挠性膜盘2、输出挠性膜盘3和复合材料传动轴4的制作材料选为碳纤维增强树脂基复合材料。

具体实施方式八：

与具体实施方式一、二、三、五或七不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，所述的输入挠性膜盘2、输出挠性膜盘3是变厚度轻质弹性膜盘，所述变厚度轻质弹性膜盘为模压成型。

具体实施方式九：

与具体实施方式八不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，所述的动力输入过渡连接件、输入挠性膜盘过渡连接件、挠性膜盘间过渡连接件、输出挠性膜盘传动轴过渡连接件、传动轴输出过渡连接件、动力输出过渡连接件的制作材料均为金属。

具体实施方式十：

与具体实施方式一、二、三、五、七或九不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，如图1和图2所示，所述的动力输入输出连接螺栓10的型号为m12x40，挠性膜盘连接螺栓11的型号为m18x40，传动轴连接螺栓12的型号为m12x45。

具体实施方式十一：

与具体实施方式一、二、三或五不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，所述的复合材料传动轴4制作工艺为干法缠绕。

具体实施方式十二：

与具体实施方式一、二、三或五不同的是，本实施方式的复合材料高补偿挠性膜盘联轴器，所述的输入挠性膜盘2和输出挠性膜盘3上用于安装传动轴连接螺栓12的通孔由立式钻床加工，在7000r/min～10000r/min的转速下铣制而成。由于所述挠性膜盘和所述复合材料传动轴的制作材料为，碳纤维增强树脂基复合材料，其硬度十分高，必须使用高转速才能稳定切削。