外齒厚齒型鼓形齒式聯軸器的設計

研究闡述了鼓形齒式聯軸器的優點，介紹了新型外齒厚齒型鼓形齒式聯軸器的設計方法，包括內外齒型及加工、外齒的幾何尺寸計算、內齒的幾何尺寸計算。鼓形齒式聯軸器是由普通直齒齒輪聯軸器發展演變來的，其主要區別在于外齒軸套齒面是鼓形的。

鼓形齒式聯軸器有下列優點：一是內外齒軸線的角向位移大， 般推薦1°~1°30′。而使用情況下，鼓形齒聯軸器的傾斜角可達6°。二是從彎曲強度來看，在相同的工作條件下鼓形齒式較直齒齒輪聯軸器傳遞轉矩提高15%~20%。三由于鼓形齒齒側面呈鼓形，軸線在傾斜 定的角度條件下，為鼓形齒面與內齒面接觸受力，接觸情況改良，接觸應力降低，改變了普通直齒齒輪聯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，工作時內外齒沖擊小，延長了使用壽命。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，因此經濟性好。

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

普通型鼓形齒式聯軸器由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說，由于安裝誤差、工作軸線調整、負載機架變形、基礎下陷等各種因素的影響，兩軸線會產生 定的角向位移，受力嚙合齒對就會減少。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系，是鼓形齒式聯軸器的重要參數 。從工作運動方面看，由于內外齒有角向位移而產生齒對的相對運動，鼓形齒式聯軸器旋轉時，若以內齒軸線為基準，鼓形外齒相對于內齒有兩種運動，一種是齒的擺動，另一種是齒的翻轉運動。因此對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使齒面產生磨損。

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