大转矩万向联轴器叉头和十字轴结构强度仿真分析与验证

俞翔栋 何 柳 丁 蓉 孙丹婷

(船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室,上海 201108；中国船舶第七一一所 动力装置事业部,上海 201108)

0 前言

万向联轴器利用其机构的特点，可使得两轴线存在一定夹角的情况下实现所连接的两轴连续回转，并可靠地传递转矩和功率[1-2]。万向联轴器具有较大地角向补偿能力，且结构紧凑，传动效率高，被广泛应用于冶金、电力、矿山、石油化工、工程运输、重型机械等领域[3]。

在现代船舶领域中，万向联轴器是船舶动力传动系统的重要组成部分，主要是由于：1)随着柴油机和齿轮箱弹性隔振技术的广泛应用，船舶动力传动系统的隔声、减振和抗冲击位移补偿需求以及轴系带角度传动需求推动了万向联轴器产品和技术的发展；2)减速齿轮箱采用平直弹性安装方式，可用万向联轴器解决齿轮箱输出端的位移补偿和轴系带角度传动的需求[4-6]。综上所述，万向联轴器正是一种与弹性安装动力装置相适应，具有角度和轴向位移补偿功能的动力传输设备，具有抗冲击的能力，能补偿轴系对中偏移的影响，广泛应用于各类船舶动力传动系统中。此外，随着我国新一代中高速柴油机的研制工作即将完成，船舶动力正向着大功率化快速发展，与之配套的万向联轴器转矩预计是现有产品的数倍[7]，有必要开展大转矩万向联轴器的相关设计技术研究，使得万向联轴器在有限的结构空间内能够传递大转矩，以满足新一代大功率柴油机动力系统的迫切配套要求。……