鼓形齿联轴器对空间限制要求及设计方法

发布时间：2019-05-11

在机械传动系统中，联轴器应用的范围非常广泛，其主要作用就是把主动轴和从动轴联接起来，使被连接的两轴一起旋转并传递扭矩。但是在工程实际中，由于种种原因，比如制造安装的误差，热处理后发生的变形等原因，将引起两轴轴线轴向、径向及角度的偏移。随着工业技术的高度发展，对联轴器的各方面性能也提出了越来越高的要求，比如要求体积越小越好，重量越轻越好，能承受的线速度越高越好，吸收振动、误差的能力越大越好等。

在联轴器的分类中，鼓形齿联轴器属于可移式刚性联轴器，相对于其他类型的联轴器具有诸多优点：结构较为紧凑对空间限制要求不高，鼓形齿的承载能力大，工作传扭时的性高，由于是齿式啮合传扭其补偿性能好，能够补偿连接两轴间的径向偏差、轴向偏差、角度偏差，其传递扭矩的能力可从10Nm到100000Nm，范围比较广，同时因其许用转速比较高，转速的应用范围也就比较广。

鼓形齿联轴器是由直齿联轴器演变而来，把齿形由直线齿改为有的鼓度的鼓形齿，可以吸收被连接两轴间的轴线偏差，克服由偏差产生的齿端接触干涉现象；相同的工作条件下，承载能力比直齿联轴器的要高，和齿轮传动的工作原理一样，可以正反两方向传扭，通常其安装型式都是水平安装，情况下，也有垂直安装的工况。在间歇性工作，传递大扭矩，及同轴度比较差的工况中，其应用情况比较多。正是由于鼓形齿联轴器具有上述中的诸多优点，在机械传扭中，应用范围比较广。

工程实际中，由于联轴器所连接的两轴轴线的偏移，使得支撑轴的轴承在转动传扭时会产生附加动载荷，引起蠕动，严重时会引起振动，影响轴承的使用寿命。而齿轮联轴器具有体积小、传递扭矩大，特别是鼓形齿联轴器能够吸收轴向、径向、角度误差的，传递扭矩范围广是中型和重型机械中较常用的联接两传动轴的部件。

鼓形齿联轴器的内齿圈和直线齿联轴器的内齿圈一样，但外齿半联轴器的轮齿在轴向沿齿顶和齿侧都是鼓形，从齿顶方向看，齿厚从中心到两边逐渐增大，呈鼓形，当被连接两轴发生偏斜时，外齿半联轴器可在内齿圈中摆动，避免轮齿沿齿端接触，造成偏载现象，使得各齿间载荷分布比较均匀，适合于中高速、大转矩、要求轴间角位移较大的应用情况。在航空减速器主功率传输线上的齿式联轴器大多采用鼓形齿形一一的大圆弧或沿齿长方向的修形，其压力角有30°的渐开线花键齿形和20°的渐开线齿轮齿形。混凝土搅拌车驱动减速器中的鼓形齿联轴器作为连接动力输出装置(输出轴盘)的关键部件，在重载冲击力的作用下，可以实现自动调节倾斜角的大小，从而可提高浮动效果而减少冲击。

鼓形齿联轴器可以正反转双向传扭，安装方式不受限制，在水平安装受到限制的时候，允许垂直安装，与一般的机械结构相比，具有很大的优点。鼓形齿联轴器中鼓形齿的鼓形曲线的具体设计方法以及修鼓时修鼓参数的分析确定是影响其工作性能发挥好坏的一个瓶颈。

鼓形齿联轴器应用于混凝土搅拌筒驱动减速器中，在减速器中用于连接二级行星架与输出轴盘，是负责动力输出的重要部件。由于其输出轴盘直接驱动搅拌筒，根据工况的不同，要求输出轴盘允许有较大的径向变化量，反应到鼓形齿联轴器上，既要求鼓形齿联轴器的偏转角比较大，这样才能满足低速、重载、恶劣工况的工作条件；同时二级行星架上的直齿内齿圈，是负责提供扭矩给鼓形齿联轴器的部件，和鼓形齿联轴器配对传扭，二级行星架的浮动，对鼓形齿的偏转角具有直接的影响。因此，鼓形齿联轴器的鼓形齿的研究对于成功研制出具有核心技术能力的减速器是一个巨大的推动作用。