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聯軸器齒輪參數的優化

發布者:鑫程機械  發布日期:2017-03-27

    聯軸器齒輪參數的優化 

齒輪參數的優化是一個多目標的問題,一方面希望有小的結構尺寸,另一方面希望有足夠的強度及較好的嚙合特性。由于鼓形齒聯軸器標準中已規定了外部尺寸,故本問題優化的關鍵是在的結構尺寸下確定內部齒輪參數的優化值,使其具有較好的承載能力和較長的工作壽命。鼓形齒聯軸器的失效形式,主要是外齒輪齒而磨損后輪齒折斷失效,因此,增加外齒輪齒厚,提高其齒根彎曲強度和減少齒面磨損是提高鼓形齒聯軸器承載能力和工作壽命的關鍵。一般鼓形齒聯軸器的齒頂高系數,徑向間隙系數,外齒輪全齒高,采用標準齒輪,其內外齒輪分度圓齒厚大致相等。它的主要優點是內外齒輪加工工藝性好,可采用標準齒輪滾刀和擂齒刀進行加工,且尺寸計算簡單。但是這種鼓形齒聯軸器的外齒輪齒根抗彎強度比內齒輪齒根杭彎強度要低,即內齒輪齒根彎曲強度有富余。因此,可設法增加外齒輪齒厚,提高外齒輪齒根彎曲強度。通常采用兩種方法:一種方法是采用特殊刀具減薄內齒輪齒厚而增加外齒輪齒厚,使內外齒輪的抗彎強度接近一致;另一種方法是采用變位短厚齒型內外齒輪,即降低外齒輪齒高,加大外齒輪齒厚,便其粗短,以提高外齒輪輪齒的抗彎強度。前一種方法需采用專用的瘦齒型滾刀,這給? 帶來不少麻煩,因此,在國內不宜推廣.有者提出了一種變位短厚齒型鼓形齒聯軸器的設計制造方法,由于是采用標準滾刀和插齒刀進行加工的,加工方法簡單易行,因此,工藝性好,生產,是一種較理想的適宜推廣應用的設計加工方法。但是,該文提出采用齒頂高系數,這不合理,因為齒頂高系數的確定一方面要使內外齒輪齒根彎曲強度一致,另一方面又要使內外齒輪齒面具有足夠的接觸強度及內齒輪齒頂厚應大于,此建立優化數學模型進行計算來確定。 

   鼓形齒聯軸器的齒數、模數決定了其徑向結構尺寸大小。對于優化鼓度曲線的鼓形齒聯軸器,其嚙合特性與共扼齒面鼓形齒聯軸器相近,因此可以依據共扼齒面鼓形齒聯軸器特性來考慮齒數、模數的參數優化問題。給出了相同齒輪分度圓直徑d和齒寬B條件下取不同模數、齒數時的重合度曲線,從曲線可以看出,在相同齒輪分度圓直徑和齒寬條件下,所取齒數越多,則重合度越大。重合度越大,則平均每對齒承受的載荷越小,多齒嚙合時過渡狀態載荷分配的變化量越小,傳動越平穩。因此總的模數、齒數的選取原則是盡可能選多的齒數。但是相同齒輪分度圓直徑條件下,齒數趁多,模數越小。模數的減小將降低齒根彎曲強度;另外,由齒面接觸線形態可知,模數的減小也將降低齒面接觸強度。為有足夠的齒根彎曲強度和齒面接觸強度,應由所傳遞的轉矩和許用應力值,先計算出所允許模數,再根據這個模數值及分度圓直徑來確定齒數。由于使用中磨損是不可避免的,因此,選取模數時還應考慮輪齒齒厚要有的裕里,在的磨損程度下仍有足夠的強度。另外,模數的選取還應考慮工藝條件的許可。這些內容包含較多的經驗成分,在此不予詳細討論。 鼓形齒聯軸器的參數優化設計是以深人的嚙合特性機理分析為基礎的,它必將為新型長壽命鼓形齒聯軸器的設計提供重要的理論依據。 

  還由于鑫程機械公司的鼓形齒聯軸器比直齒齒式聯軸器具有的性能,工業發達在 20世紀50年代就已有應用。我國從引進的成套和單機設備中大童采用了鼓形齒聯軸器,國內一些廠家為了滿足引進設備中的鼓形齒聯軸器的備件盆要,通過消化吸收引進技術并開展機理,現己能夠批量生產鼓形齒聯軸器。國內雖已制定了若千鼓形齒聯軸器標準,但除接日尺寸外,未公布內部結構尺寸及輪齒的設計參數,其中部分原因是,鼓形齒聯軸器的力學機理不夠,輪齒參數對傳動特性的形響還有待于進一步。由于國內鼓形齒聯軸器生產企業對于鼓形齒聯軸器是根據自身條件進行測繪仿制,并各自制訂自已的標準系列來進行生產的,因此,國內的鼓形齒聯軸器的生產還沒有統一的標準。就齒輪的輪齒設計而言,大多采用標準漸開線齒形。 


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