鼓形齒式聯(lián)軸器的承載能力與對鼓度曲線(xiàn)的要求
鼓形齒式聯(lián)軸器的承載能力和允許偏移或擺角都與齒的曲率半徑(曲率)有直接關(guān)系。從提升承載能力角度而言,曲率半徑愈大愈好;而就加大允許擺角而言,曲率半徑則愈小愈好。鼓形齒例面的圓弧是在加工時(shí)滾刀沿圓弧走刀自然形成的,所以進(jìn)刀圓弧半徑的大小就決定了齒的曲率半徑的大小。
為求出鼓形齒面的曲率半徑與分度圓弧半徑的關(guān)系,須求出分度圓上鼓形齒面的法線(xiàn)和切線(xiàn)方向的曲率半徑。
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(lái)的,其主要區別在于外齒軸套齒面是鼓形的。普通型鼓形齒式聯(lián)軸器由1對或2對內外齒嚙合的組件組成,對于單對內外齒嚙合組件來(lái)說(shuō),由于安裝誤差、工作軸線(xiàn)調整、負載機架變形、基礎下陷等各種因素的影響,兩軸線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生的角向位移,受力嚙合齒對就會(huì )減少。角向位移越大,受力嚙合齒對越少,齒對的接觸應力愈大,齒根彎曲應力俞大。因此,角向位移與內外齒的承載大小有直接的關(guān)系,是鼓形齒式聯(lián)軸器的重要參數之一。
從工作運動(dòng)方面看,由于內外齒有角向位移而產(chǎn)生齒對的相對運動(dòng),鼓形齒式聯(lián)軸器旋轉時(shí),若以?xún)三X軸線(xiàn)為基準,鼓形外齒相對于內齒有兩種運動(dòng),一種是齒的擺動(dòng),另一種是齒的翻動(dòng)。因此對于鼓形外齒的壽命來(lái)說(shuō),一種是齒面的擠壓,重要的一面是因齒的擺動(dòng)使齒面產(chǎn)生磨損。
鼓形齒式聯(lián)軸器有下列優(yōu)點(diǎn):一是內外齒軸線(xiàn)的角向位移大,一般推薦1°~1°30'。而特別使用情況下,鼓形齒式聯(lián)軸器的傾斜角可達6°。二是從彎曲強度來(lái)看,在相同的工作條件下鼓形齒式較直齒齒輪聯(lián)軸器傳遞轉矩提升15%~20%。三是由于鼓形齒齒側面呈鼓形,軸線(xiàn)在傾斜的角度條件下,為鼓形齒面與內齒面接觸受力,接觸情況,接觸應力降低,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,因而內外齒側間隙減小,工作時(shí)內外齒沖擊小,延長(cháng)了使用壽命。五是從制造方面說(shuō),加工鼓形外齒與普通直齒工藝性幾乎一樣,因此經(jīng)濟性好。
鼓形齒式聯(lián)軸器在安裝好后,所承受的工作強度是大的,而且由于長(cháng)期的運轉,所以會(huì )對內齒外齒產(chǎn)生的磨損,因此要定期的進(jìn)行維護和保養。鼓形齒式聯(lián)軸器的潤滑方式:
一、貯油式潤滑。潤滑油由噴嘴射入,由于轉動(dòng)時(shí)潤滑油受離心力作用而在齒輪外圓保持的潤滑油層。這種潤滑方式將使雜志殘留與齒圈內,而油流的散熱效果也較差,因此僅適用于功率小、速度低的場(chǎng)合。屬于這種型式的還有一種不流動(dòng)的貯油潤滑方式,即將潤滑脂灌入內部后然后密封。
二、自流式潤滑。潤滑油由噴嘴射入經(jīng)齒輪側隙流過(guò),從套筒小孔中流出,這種潤滑方式主要起冷卻作用,較難形成油膜,齒面磨損比下述潤滑要快。
三、潤滑。潤滑油從輪齒底部各個(gè)小孔噴入,油受離心力作用進(jìn)入嚙合面,起潤滑與冷卻作用。油經(jīng)嚙合面后由齒的兩側流出。這種型式潤滑,油流循環(huán)不斷,雜志隨之流出,且噴入的潤滑油在離心力作用下造成的壓力進(jìn)入輪齒嚙合面,所以有好的潤滑冷卻作業(yè),適合重載的場(chǎng)合。
鼓形齒式聯(lián)軸器屬于剛撓性聯(lián)軸器,齒式聯(lián)軸器是由齒數相同的內齒圈和帶外齒的凸緣半聯(lián)軸器等零件組成。外齒分為直齒和鼓形齒兩種齒形,鼓形齒聯(lián)軸器可允許大的角位移(相對于直齒聯(lián)軸器),可改變齒的接觸條件,提升傳遞轉矩的能力,延長(cháng)使用壽命。鼓形齒式聯(lián)軸器屬于剛撓性聯(lián)軸器,具有徑向、軸向和角向等軸線(xiàn)偏差補償能力,與CL型直齒式聯(lián)軸器相比,具有結構緊湊、回轉半徑小、承載能力大、傳動(dòng)速率不錯、噪聲低及維修周期長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。
鼓形齒式聯(lián)軸器在工作時(shí),兩軸和不銹鋼聯(lián)軸器膜片產(chǎn)生相對角位移,內外齒的齒面周期性作軸向相對滑動(dòng),必然形成齒面磨損和功率消耗,因此,齒式聯(lián)軸器需在有良好和密封的狀態(tài)下工作。齒式聯(lián)軸器徑向尺寸小,承載能力大,常用于低速重載工況條件的軸系傳動(dòng),并經(jīng)動(dòng)平衡的齒式聯(lián)軸器可用于傳動(dòng),如燃汽輪機的軸系傳動(dòng)。由于鼓形齒式聯(lián)軸器角向補償大于直齒式聯(lián)軸器,均普遍采用鼓形齒式聯(lián)軸器,直齒式聯(lián)軸器屬于被淘汰的產(chǎn)品,選用者應盡量不選用。
鼓形齒式聯(lián)軸器對鼓度曲線(xiàn)有何要求?非共軛齒面的鼓形齒面是由不同端截面逐漸變位相疊而成,其變位量與軸向坐標形成的虛線(xiàn)叫鼓度曲線(xiàn),鼓度曲線(xiàn)是鼓形齒式聯(lián)軸器的一項重要幾何參數。鼓度曲線(xiàn)多為一段圓弧,也有用三段圓弧的,這些圓稱(chēng)為鼓度圓,在圓弧鼓度曲線(xiàn)中,有鼓度圓中心在齒輪軸線(xiàn)上的,有不在軸線(xiàn)上的;有鼓度圓中心與齒面球面中心重合的,也有不重合的,通常設計是都以經(jīng)驗為主,總的來(lái)說(shuō),鼓形齒式聯(lián)軸器應達到以下要求:
(一)在軸間傾角處于大時(shí)不出現棱邊接觸現象;
(二)輪齒集中載荷越小越好,而齒面曲率與鼓度圓周率成正比,因此鼓度圓半徑盡可能大。鼓度曲線(xiàn)曲率半徑與內齒單側減薄量成正比,因此鼓度圓半徑應盡可能大。鼓度曲線(xiàn)曲率半徑與內齒單側減薄量成正比,即它與齒的嚙合間隙有關(guān),減薄量不足可能會(huì )造成干涉,減薄量過(guò)大會(huì )削弱齒的強度,且會(huì )側隙很大。