鼓形齿式联轴器的设计

发布时间：2020-12-27

由于鼓形齿式联轴器外齿轴套的齿顶面和齿侧面都是弧形的，因此整个联轴器成为双活节，并且是挠性的。鼓形齿式联轴器结构决定了它的特点，由于两联接轴线不重合而产生的角度安装和径向安装的偏差，既可以在水平方向传动，又可以在结构下垂直传动；鼓形齿式联轴器结构紧凑、重量及惯性矩都很小；因鼓形齿式联轴器各部件都成圆形，所以不平衡力矩小。

鼓形齿式联轴器的承载能力和允许偏移或摆角都与齿的曲率半径(曲率)有直接关系，从提高承载能力角度而言，曲率半径越大越好，加大允许摆角，曲率半径则越小越好。鼓形齿例面的圆弧是在加工时滚刀沿圆弧走刀自然形成的，所以进刀圆弧半径的大小就决定了齿的曲率半径的大小。鼓形齿面的曲率半径与分度圆弧半径的关系，须求出分度圆上鼓形齿面的法线和切线方向的曲率半径。

鼓形齿式联轴器和接轴设计中，在进行几何尺寸计算时给出正确的齿侧间隙，因为尽管是采用弧形齿，由于其圆弧曲率半径受负荷强度限制不能过小，若没有足够量的齿侧间隙在有角度偏差时也会出现啃卡现象，运用合理地分布外齿轴套、内齿圈上齿侧间隙的方法。鼓形齿式联轴器在间歇式、可逆式、大负荷、高转速的机械传动中，尤其是在两联结轴间有较大的调整误差和偏角的传动中，有其独到的优越性。

鼓形齿式联轴器承载冲击性能好，但齿面接触应力和齿根弯曲疲劳强度要求高，如果我们采取结构、材料、工艺就能够满足大直径轧管机的要求。非共轭齿面的鼓形齿面是由不同端截面逐渐变位相叠而成，其变位量与轴向坐标形成的虚线叫鼓度曲线，鼓度曲线是鼓形齿式联轴器的一项重要几何参数。鼓度曲线多为一段圆弧，也有用三段圆弧的，这些圆称为鼓度圆，在圆弧鼓度曲线中，有的鼓度圆在齿轮轴线上的，有不在轴线上。

鼓形齿式联轴器具有径向、轴向和角向等轴线偏差补偿能力，鼓形齿式联轴器具有结构紧凑、回转半径小、承载能力大、传动、噪声低及维修周期长等优点。鼓形齿式联轴器特别适用于低速重载工况，如冶金、矿山、起重运输等行业、也适用于石油、化工、通用机械等各类机械的轴系传动，鼓形齿式联轴器属于刚挠性联轴器，齿式联轴器是由齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。

外齿分为直齿和鼓形齿两种齿形，所谓鼓形齿即为将外齿制成球面，球面中心在齿轮轴线上，齿侧间隙较一般齿轮大，鼓形齿联轴器可允许较大的角位移（相对于直齿联轴器），可齿的接触条件，提高传递转矩的能力，延长使用寿命，有角位移时沿齿宽的接触状态。鼓形齿式联轴器在工作时，两轴产生相对角位移，内外齿的齿面周期性作轴向相对滑动，必然形成齿面磨损和功率消耗，鼓形齿式联轴器需在有良好和密封的状态下工作。

鼓形齿式联轴器的鼓型齿面使内、外齿的接触条件，避免了在角位移条件下直齿齿端棱边挤压，应力集中的弊端，同时了齿面摩擦、磨损状况，降低了噪声，维修周期长。外齿套齿端呈喇叭形状，使内、外齿装拆方便。鼓形齿式联轴器在齿根弯曲强度和齿面接触强度足够的条件下应以有较大的重合度来确定齿宽，不应盲目增加齿宽，以免使结构尺寸不的增加。

鼓形齿式联轴器轴间倾角引起的着力点沿齿宽位移所需要的宽度，为了提高鼓形齿式联轴器使用寿命的重要途径。齿宽系数影响轮齿的齿根弯曲强度和齿面接触强度，齿宽系数越大，这两项强度越大，齿宽系数影响重合度，在齿宽系数小于值的范围时，其值的增大对重合度增加影响较大，而在大于这个值时，器值的增大对重合度增加影响变小。对于圆弧鼓度曲线的鼓形齿式联轴器，齿宽还是确定鼓度圆半径也侧隙的参数。