齒式聯(lián)軸器計算校核
通常齒輪傳動設備的失效主要和原始設計、熱處理工藝、安裝精度、潤滑條件等相關,失效的主要形式包括齒面耗損、膠合、變形、壓痕、齒面疲勞、裂紋和輪齒折斷等。齒輪聯(lián)軸器的承載能力既與材料和熱處理有關,也與兩軸相對位移的方向和位移量大小有關,而且還與嚙合齒面間的滑動速度和潤滑狀態(tài)有關,因此要計算齒式聯(lián)軸器中輪齒的強度比較困難。本文根據(jù)常用的齒式聯(lián)軸器計算公式,對已經(jīng)損壞的聯(lián)軸器進行接觸應力校核估算,原圖參數(shù)為:材料選用42CrMo 并退火處理;正常力矩為T0=143.3kN·m,破壞力矩T=501.5kN·m;齒面寬度b0=80mm;分度圓直徑d=590mm;齒數(shù)為N=74;工作轉速1200r/min;工作壓力角α=20°;根據(jù)實際安裝配合,齒面寬度計算時選用b=75mm,假定設計允許的安裝誤差角度為ω=1°,該材料的許用接觸應力[σh]=350MPa
σh=12750× T·sinω姨k2·d2·b ≤[σh] (1)式中:ω 為偏移角,rad;k 2 為綜合系數(shù)k2=0.5~0.75,選擇k2=0.7;T 為允許轉矩,kN·m;d 為分度圓直徑,mm;b為齒面寬度,mm。將參數(shù)代入式(1),得出需要的接觸應力σh=278.1MPa,據(jù)此得出工況下裕量δ1=[σh]/σh=1.26
(2)根據(jù)赫茲公式計算壓應力和滑動速度:Sc=4580×姨T/υ·N·d·D·c h ≤[σh] (2)式中,υ 為接觸的齒,υ=300/N,%;N 為齒數(shù);Dc 為接觸表面曲率直徑,Dc≈d,mm;h 為齒受力高度,h=1.6/d,mm。將參數(shù)代入式(2),得出需要的接觸應力σh=192MPa,據(jù)此得出工況下裕量為δ2=[σh]/σh=1.82。根據(jù)上述兩種方法的計算可知,工況下的系數(shù)都達到1.25 以上,考慮到350%的剪切螺栓裕量,聯(lián)軸器齒輪的系數(shù)達到4.3 以上,是滿足要求的。