鼓形齿式联轴器的特点和组装不对中问题解析

发布时间：2019-04-07

鼓型齿式联轴器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。外齿分为直齿和鼓型齿两种齿形，所谓鼓型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，鼓型齿式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。良好的润滑是鼓型齿式联轴器运行的，也是减缓磨损。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。一般齿宽系数为8-14。齿宽应由允许的齿根应力来确定，还要考虑由轴间倾角引起的着力点沿齿宽位移所需要的宽度。提高鼓型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型齿式联轴器，齿宽还是确定鼓度圆半径也侧隙的参数，齿宽越大，鼓度圆半径越大，所需要的侧隙也越大，因此，需要以下亮点要求：

轮齿集中载荷越小越好，而齿面曲率与鼓度圆周率成正比，因此鼓度圆半径尽可能大。鼓度曲线曲率半径与内齿单侧减薄量成正比，因此鼓度圆半径应尽可能大。鼓度曲线曲率半径与内齿单侧减薄量成正比，即它与齿的啮合间隙有关，减薄量不足可能会造成干涉，减薄量过大会削弱齿的强度，且会侧隙很大。

鼓型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。高速鼓型齿式联轴器通常采用润滑油润滑，齿面要求连续润滑，润滑油应排泄通畅，否则齿面温度会升高并将积存水分和污垢，润滑油需经滤油器过滤，滤清度小于10微米，某些重要的高速鼓型齿式联轴器还可采用集油槽孔的结构，即在外齿轮轴孔内加工出集油槽，在外齿轮齿槽底部钻出与集油槽相通的油孔，利用鼓型齿式联轴器高速运转产生的离心力，将油液喷入内外齿啮合处，使其充分润滑。

鼓形齿式联轴器具有以下特点：

1、鼓形齿式联轴器与普通的齿式联轴器相比，结构简单，组成零件较少，制造较方便，不用齿轮加工机床。传递转矩大，在相同转矩时回转直径大多数比齿式联轴器小，体积小，质量轻，可部分代替齿式联轴器。

2、鼓形齿式联轴器维修方便，寿命较长，拆下档板即可换尼龙柱销。尼龙柱销为自润材料，不需润滑，不仅节省润滑油，而且净化工作环境。

3、在某些情况下，鼓形齿式联轴器减振动能差，噪声较大。

不对中齿轮联轴器连接的轴承—转子系统进行了动力学分析，讨论了齿轮联轴器不对中力的组成。通过数值模拟，揭示了齿轮联轴器不对中系统的振动特征。主要结论如下：

（1）由于齿轮联轴器的不对中而产生的作用力是联轴器内齿套的惯性力和联轴器内阻尼共同作用的结果。

（2）转子系统的稳态响应振幅与齿轮联轴器的不对中量、内阻尼、转子的转速和齿轮联轴器的结构参数有关，齿轮联轴器的不对中量和内阻尼愈大，则倍频振动的振幅亦愈大。

（3）数值计算表明，转子系统在弯曲振动中具有工频的2，4，6，8，…等偶数倍频分量，扭转振动具有工频的1，3，5，7，…等奇数倍频分量。这些频率分量的出现是齿轮联轴器不对中典型的振动特征之一。

（4）对于弯曲振动，靠近联轴器轴承处的振幅要比远离联轴器轴承处的振幅大，在联轴器处的振幅大。对于扭转振动，则靠近联轴器轴承处的振幅要比远离联轴器轴承处的振幅小。在靠近联轴器的轴承处，倍频振动明显。在远离联轴器轴承处，扭转振动几乎表现为1倍频的单频振动，这也是齿轮联轴器不对中的又一振动特征。该振动特征可以在实际系统的状态监测中，对测试点的布置及对测量结果的分析提供理论指导。

鼓型齿式联轴器退火处理主要是针对于材质硬度达不到指定要求从而进行二次加热处理工艺，其目的是鼓型齿式联轴器硬度达到指定标准硬度。其此工艺主要应用于鼓型齿式联轴器类别较多；鼓型齿式联轴器在进行退火处理时应注意以下几点：

（1）出现应力：由于金属内、外受热有差异，膨胀不匀，产生内应力，称热应力。若退火时温度过高而造成石墨断面，将不易切削加工且使淬火时过热和变形。脱碳使工件表面出现软点，降低表面的硬度、和疲劳强度；

（2）鼓型齿式联轴器脱碳：脱碳是指钢表面的碳全部或部分被烧掉的现象；

（4）过热和过烧：过热指钢在加热中超过允许的温度之后，使晶粒长的粗大；

（5）联轴器硬而脆的网状碳化物；