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齿式联轴器计算校核

2019-07-29 11:10:11

通常齿轮传动设备的失效主要和原始设计、热处理工艺、安装精度、润滑条件等相关,失效的主要形式包括齿面耗损、胶合、变形、压痕、齿面疲劳、裂纹和轮齿折断等。齿轮联轴器的承载能力既与材料和热处理有关,也与两轴相对位移的方向和位移量大小有关,而且还与啮合齿面间的滑动速度和润滑状态有关,因此要计算齿式联轴器中轮齿的强度比较困难。本文根据常用的齿式联轴器计算公式,对已经损坏的联轴器进行接触应力校核估算,原图参数为:材料选用42CrMo 并退火处理;正常力矩为T0=143.3kN·m,破坏力矩T=501.5kN·m;齿面宽度b0=80mm;分度圆直径d=590mm;齿数为N=74;工作转速1200r/min;工作压力角α=20°;根据实际安装配合,齿面宽度计算时选用b=75mm,假定设计允许的安装误差角度为ω=1°,该材料的许用接触应力[σh]=350MPa

σh=12750× T·sinω姨k2·d2·b ≤[σh] (1)式中:ω 为偏移角,rad;k 2 为综合系数k2=0.5~0.75,选择k2=0.7;T 为允许转矩,kN·m;d 为分度圆直径,mm;b为齿面宽度,mm。将参数代入式(1),得出需要的接触应力σh=278.1MPa,据此得出工况下裕量δ1=[σh]/σh=1.26

(2)根据赫兹公式计算压应力和滑动速度:Sc=4580×姨T/υ·N·d·D·c h ≤[σh] (2)式中,υ 为接触的齿,υ=300/N,%;N 为齿数;Dc 为接触表面曲率直径,Dc≈d,mm;h 为齿受力高度,h=1.6/d,mm。将参数代入式(2),得出需要的接触应力σh=192MPa,据此得出工况下裕量为δ2=[σh]/σh=1.82。根据上述两种方法的计算可知,工况下的系数都达到1.25 以上,考虑到350%的剪切螺栓裕量,联轴器齿轮的系数达到4.3 以上,是满足要求的。