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​外齿厚齿型鼓形齿式联轴器的设计

2021-03-04 14:15:04

外齿厚齿型鼓形齿式联轴器的设计


研究阐述了鼓形齿式联轴器的优点,介绍了新型外齿厚齿型鼓形齿式联轴器的设计方法,包括内外齿型及加工、外齿的几何尺寸计算、内齿的几何尺寸计算。鼓形齿式联轴器是由普通直齿齿轮联轴器发展演变来的,其主要区别在于外齿轴套齿面是鼓形的。

鼓形齿式联轴器有下列优点:一是内外齿轴线的角向位移大, 般推荐1°~1°30′。而特殊使用情况下,鼓形齿联轴器的倾斜角可达6°。二是从弯曲强度来看,在相同的工作条件下鼓形齿式较直齿齿轮联轴器传递转矩提高15%~20%。三由于鼓形齿齿侧面呈鼓形,轴线在倾斜 定的角度条件下,为鼓形齿面与内齿面接触受力,接触情况得到改良,接触应力降低,改变了普通直齿齿轮联轴器外齿的端部承载,消除了棱边挤压。四是由于外齿齿面为鼓形面,因而内外齿侧间隙减小,工作时内外齿冲击小,延长了使用寿命。五是从制造方面说,加工鼓形外齿与普通直齿工艺性几乎一样,因此经济性好。

鼓形齿式联轴器早已替代了直齿齿轮联轴器,得到了广泛的应用,是一种较常用的联轴器。但鼓形齿式联轴器从承载和寿命方面如何得到较大限度的提高,确实是一个难题。鼓形齿联轴器齿形一般为外齿齿顶高系数ha*=0.8,齿根高系数hf*=1.1;内齿齿顶系数ha*=0.8,齿根高系数hf*=0.8。当内外齿啮合时,外齿齿根处根隙为0.3m(m为模数)。对于这种齿形,外齿齿根的齿厚远比内齿齿根的齿厚小,这样从齿根弯曲强度上差距非常大。

普通型鼓形齿式联轴器由1对或2对内外齿啮合的组件组成,对于单对内外齿啮合组件来说,由于安装误差、工作轴线调整、负载机架变形、基础下陷等各种因素的影响,两轴线会产生 定的角向位移,受力啮合齿对就会减少。角向位移越大,受力啮合齿对越少,齿对的接触应力愈大,齿根弯曲应力俞大。因此,角向位移与内外齿的承载大小有直接的关系,是鼓形齿式联轴器的重要参数 。从工作运动方面看,由于内外齿有角向位移而产生齿对的相对运动,鼓形齿式联轴器旋转时,若以内齿轴线为基准,鼓形外齿相对于内齿有两种运动,一种是齿的摆动,另一种是齿的翻转运动。因此对于鼓形外齿的寿命来说,一种是齿面的挤压,更重要的一面是因齿的摆动使齿面产生磨损。

鼓形齿联轴器内外齿的失效形式一般都是齿面磨损较后因齿太薄而折断。对于上述的鼓形外齿由于齿根弯曲强度远比内齿齿根低得多,也由于内外齿工作运动过程中,外齿摩擦齿面较内齿摩擦齿面面积小,外齿齿面磨损较内齿快,往往先于内齿失效,致使联轴器使用寿命不高。对于这种情况,外齿增厚是一种措施,一方面提高了齿根弯曲强度,使内外齿齿根弯曲强度接近;另一方面,外齿齿面允许磨损量加大,大大提高了联轴器的使用寿命。