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鼓形齿式联轴器内外齿的失效形式与润滑方式

发布时间:2020-05-12  发布者:鑫研传动
内容摘要:​鼓形齿式联轴器内外齿的失效形式一般都是齿面磨损较后因齿太薄而折断。

鼓形齿式联轴器内外齿的失效形式一般都是齿面磨损较后因齿太薄而折断。对于上述的鼓形外齿由于齿根弯曲强度远比内齿齿根低得多,也由于内外齿工作运动过程齿摩擦齿面较内齿摩擦齿面面积小,外齿齿面磨损较内齿快,往往先于内齿失效,致使联轴器使用寿命不高。

对于这种情况,外齿增厚是一种非常的措施,一方面提高了齿根弯曲强度,使内外齿齿根弯曲强度接近;另一方面,外齿齿面允许磨损量加大,大大提高了联轴器的使用寿命。鼓形齿式联轴器通过各种方法增加外齿齿厚而减薄内齿齿厚,提高齿根弯曲强度和使用寿命,但加工采用专用刀具,通用性、普及性不高。

如何能够增加外齿齿厚而减薄内齿齿厚,而又保障内外齿加工工艺性、通用性好?经过分析,设计了一种新型的外齿增厚齿形,并用于实际制造和使用,效果非常好。

该种新型外齿厚齿形鼓形齿式联轴器内外齿根弯曲强度接近了等强度,发挥了联轴器强度上的较大潜能,提高了外齿的齿根弯曲强度,从而提高了承载能力,增加了联轴器的使用寿命,同时考虑了加工工艺性。经我们按此方法设计制造的多套联轴器在设备上实际使用效果非常好,较一般联轴器寿命提高15%以上。这种性能高、经济性好的联轴器设计方法值得推广。

鼓形齿式联轴器是由普通直齿齿轮联轴器发展演变来的,其主要区别在于外齿轴套齿面是鼓形的。普通型鼓形齿式联轴器由1对或2对内外齿啮合的组件组成,对于单对内外齿啮合组件来说,由于安装误差、工作轴线调整、负载机架变形、基础下陷等各种因素的影响,两轴线会产生的角向位移,受力啮合齿对就会减少。角向位移越大,受力啮合齿对越少,齿对的接触应力愈大,齿根弯曲应力俞大。因此,角向位移与内外齿的承载大小有直接的关系,是鼓形齿式联轴器的重要参数之一。

从工作运动方面看,由于内外齿有角向位移而产生齿对的相对运动,鼓形齿式联轴器旋转时,若以内齿轴线为基准,鼓形外齿相对于内齿有两种运动,一种是齿的摆动,另一种是齿的翻动。因此对于鼓形外齿的寿命来说,一种是齿面的挤压,重要的一面是因齿的摆动使齿面产生磨损。

鼓形齿式联轴器有下列优点:一是内外齿轴线的角向位移大,一般推荐1°~1°30'。而特别使用情况下,鼓形齿式联轴器的倾斜角可达6°。二是从弯曲强度来看,在相同的工作条件下鼓形齿式较直齿齿轮联轴器传递转矩提高15%~20%。三是由于鼓形齿齿侧面呈鼓形,轴线在倾斜的角度条件下,为鼓形齿面与内齿面接触受力,接触情况,接触应力降低,改变了普通直齿齿轮联轴器外齿的端部承载,消除了棱边挤压。四是由于外齿齿面为鼓形面,因而内外齿侧间隙减小,工作时内外齿冲击小,延长了使用寿命。五是从制造方面说,加工鼓形外齿与普通直齿工艺性几乎一样,因此经济性好。

鼓形齿式联轴器在安装好后,所承受的工作强度是非常大的,而且由于长期的运转,所以会对内齿外齿产生的磨损,因此要定期的进行维护和保养。鼓形齿式联轴器的润滑方式:

1、自流式润滑。润滑油由喷嘴射入经齿轮侧隙流过,从套筒小孔中流出,这种润滑方式主要起冷却作用,较难形成油膜,齿面磨损比下述强力润滑要快。

2、强力润滑。润滑油从轮齿底部各个小孔喷入,油受离心力作用进入啮合面,起润滑与冷却作用。油经啮合面后由齿的两侧流出。这种型式润滑,油流循环不断,杂志随之流出,且喷入的润滑油在离心力作用下造成的压力进入轮齿啮合面,所以有较好的润滑冷却作业,非常适合高速重载的场合。

3、贮油式润滑。润滑油由喷嘴射入,由于转动时润滑油受离心力作用而在齿轮外圆保持的润滑油层。这种润滑方式将使杂志残留与齿圈内,而油流的散热效果也较差,因此仅适用于功率小、速度低的场合。属于这种型式的还有一种不流动的贮油润滑方式,即将润滑脂灌入内部后然后密封。

鼓形齿式联轴器的承载能力和允许偏移或摆角都与齿的曲率半径(曲率)有直接关系。从提高承载能力角度而言,曲率半径愈大愈好;而就加大允许摆角而言,曲率半径则愈小愈好。鼓形齿例面的圆弧是在加工时滚刀沿圆弧走刀自然形成的,所以进刀圆弧半径的大小就决定了齿的曲率半径的大小。

为求出鼓形齿面的曲率半径与分度圆弧半径的关系,须求出分度圆上鼓形齿面的法线和切线方向的曲率半径。

鼓形齿式联轴器是机械工业基础件之一,多用于重载、要求速率高以及两联接轴有较大调整误差和偏差角的传动中。它的外齿轴套的轮齿沿长度方向呈圆弧形,而从齿顶方向看轮齿则成腰鼓形,即在同一平行于轴线的切面上齿厚从齿长的中部向两端逐渐缩小,而与外齿轴套相啮合的内齿圈齿形则是直线形的。由于这种外齿轴套的齿顶面和齿侧面都是弧形的(这是区别于普通齿式联轴器的特点),因此整个联轴器成为双活节,并且是挠性的。鼓形齿式联轴器由于其结构决定了它有如下几个特点:①能地补偿由于两联接轴线不重合而产生的角度安装和径向安装的偏差,既可以在水平方向传动,又可以在特别结构下垂直传动,②结构紧凑,重量及惯性矩都很小,③因各部件都成圆形,所以不平衡力矩小。

基于上述特点,鼓形齿式联轴器被广泛用于冶金、矿山机械等行业。特别是近年引进的大型冷、热带钢连轧机的主轧机接轴和联轴器均采用鼓形齿。本文将阐述鼓形齿式联轴器设计的优化问题。

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