外齒厚齒型鼓形齒式聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)

研究闡述了鼓形齒式聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)，介紹了新型外齒厚齒型鼓形齒式聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)方法，包括內(nèi)外齒型及加工、外齒的幾何尺寸計(jì)算、內(nèi)齒的幾何尺寸計(jì)算。鼓形齒式聯(lián)軸器是由普通直齒齒輪聯(lián)軸器發(fā)展演變來的，其主要區(qū)別在于外齒軸套齒面是鼓形的。

鼓形齒式聯(lián)軸器有下列優(yōu)點(diǎn)：一是內(nèi)外齒軸線的角向位移大， 般推薦1°~1°30′。而使用情況下，鼓形齒聯(lián)軸器的傾斜角可達(dá)6°。二是從彎曲強(qiáng)度來看，在相同的工作條件下鼓形齒式較直齒齒輪聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩提高15%~20%。三由于鼓形齒齒側(cè)面呈鼓形，軸線在傾斜 定的角度條件下，為鼓形齒面與內(nèi)齒面接觸受力，接觸情況改良，接觸應(yīng)力降低，改變了普通直齒齒輪聯(lián)軸器外齒的端部承載，了棱邊擠壓。四是由于外齒齒面為鼓形面，因而內(nèi)外齒側(cè)間隙減小，工作時(shí)內(nèi)外齒沖擊小，延長(zhǎng)了使用壽命。五是從制造方面說，加工鼓形外齒與普通直齒工藝性幾乎一樣，因此經(jīng)濟(jì)性好。

鼓形齒式聯(lián)軸器早已替代了直齒齒輪聯(lián)軸器，了廣泛的應(yīng)用，是一種較常用的聯(lián)軸器。但鼓形齒式聯(lián)軸器從承載和壽命方面如何較大限度的提高，確實(shí)是一個(gè)難題。鼓形齒聯(lián)軸器齒形一般為外齒齒頂高系數(shù)ha*=0.8，齒根高系數(shù)hf*=1.1；內(nèi)齒齒頂系數(shù)ha*=0.8，齒根高系數(shù)hf*=0.8。當(dāng)內(nèi)外齒嚙合時(shí)，外齒齒根處根隙為0.3m（m為模數(shù)）。對(duì)于這種齒形，外齒齒根的齒厚遠(yuǎn)比內(nèi)齒齒根的齒厚小，這樣從齒根彎曲強(qiáng)度上差距非常大。

普通型鼓形齒式聯(lián)軸器由1對(duì)或2對(duì)內(nèi)外齒嚙合的組件組成，對(duì)于單對(duì)內(nèi)外齒嚙合組件來說，由于安裝誤差、工作軸線調(diào)整、負(fù)載機(jī)架變形、基礎(chǔ)下陷等各種因素的影響，兩軸線會(huì)產(chǎn)生 定的角向位移，受力嚙合齒對(duì)就會(huì)減少。角向位移越大，受力嚙合齒對(duì)越少，齒對(duì)的接觸應(yīng)力愈大，齒根彎曲應(yīng)力俞大。因此，角向位移與內(nèi)外齒的承載大小有直接的關(guān)系，是鼓形齒式聯(lián)軸器的重要參數(shù) 。從工作運(yùn)動(dòng)方面看，由于內(nèi)外齒有角向位移而產(chǎn)生齒對(duì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鼓形齒式聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時(shí)，若以內(nèi)齒軸線為基準(zhǔn)，鼓形外齒相對(duì)于內(nèi)齒有兩種運(yùn)動(dòng)，一種是齒的擺動(dòng)，另一種是齒的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此對(duì)于鼓形外齒的壽命來說，一種是齒面的擠壓，的一面是因齒的擺動(dòng)使齒面產(chǎn)生磨損。

鼓形齒聯(lián)軸器內(nèi)外齒的失效形式一般都是齒面磨損較后因齒太薄而折斷。對(duì)于上述的鼓形外齒由于齒根彎曲強(qiáng)度遠(yuǎn)比內(nèi)齒齒根低得多，也由于內(nèi)外齒工作運(yùn)動(dòng)過程中，外齒摩擦齒面較內(nèi)齒摩擦齒面面積小，外齒齒面磨損較內(nèi)齒快，往往先于內(nèi)齒失效，致使聯(lián)軸器使用壽命不高。對(duì)于這種情況，外齒增厚是一種措施，一方面提高了齒根彎曲強(qiáng)度，使內(nèi)外齒齒根彎曲強(qiáng)度接近；另一方面，外齒齒面允許磨損量加大，提高了聯(lián)軸器的使用壽命。