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延长鼓形齿式联轴器使用寿命之设计过程

鼓形齿式联轴器(以下简称联轴器)由于能传递较高的转矩,在一定范围内能补偿所联接的两轴线间相对的径向位移、角位移和轴向位移。
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    鼓形齿式联轴器(以下简称联轴器)由于能传递较高的转矩,在一定范围内能补偿所联接的两轴线间相对的径向位移、角位移和轴向位移,并且结构紧凑、承载能力大、工作可靠而广泛应用于冶炼、轧钢、重型机械、汽轮机、船舶等行业的各类设备中。它的使用寿命直接影响着设备的运行和工厂的生产。在联轴器外形尺寸不变的情况下对于设计、制造、安装、使用过程采取了相应措施,收到良好的效果。
    1 设计过程
    1.1材料的选择
    在高速运转时,联轴器产生巨大的离心力使旋转零件承受巨大的径向力和切向力。当线速度超过一极限时,零件不承受载荷时也会自行破坏,因此当外缘圆周速度大于100m/s时,应选用高强度合金钢,如采用42CrMo等。另外,为减轻联轴器齿面损伤,如胶合、点蚀、齿表面变形及磨损可以对联轴器的内外齿零件选用不同材料或用同一种材料通过不同热处理手段来获得不同硬度。如采用42CrMo调质处理,进行表面氮化处理硬度≥500HV,经表面淬火处理硬度为40-45HRC,可提高鼓形齿式联轴器的承载能力和使用寿命。
    1.2 齿形压力角的选择
    一般情况下,压力角选用20°。但目前国内外已有很多情况选用25°甚至30°。增大压力角也是提高鼓形齿式联轴器寿命的有效方法之一。压力角变大能有效提高齿的弯曲疲劳强度,不易发生断齿。同时,可避免啮合时产生的断开线干涉、齿廓重叠干涉和径向干涉的现象。但由于齿形的改变会使齿的接触应力增大而产生点蚀等破坏。因此要在接触强度允许的范围内适量增大压力角。
    1.3 模数与齿数的选择
    在外形尺寸及分度圆不变的情况下,增大模数,减小齿数。当内齿圈与外齿轴套啮合传动时齿数过少时,会出现根切现象。因此齿数改变时,不得超过30-80的范围齿数,尽可能选取偶数齿,以便于测量。
    1.4 鼓形量的选择
    有时为了便于安装或是适用于两轴轴线不平行有较大夹角时,增大了联轴器的偏摆角而增大联轴器齿的鼓形量。但鼓形量的增大会使齿的接触应力增大。在满足该规格联轴器的角位移的需要情况下,尽可能选取小的鼓形量。

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