聯(lián)軸器的功率工況

彈性套柱銷聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸或軸和回轉件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉而不脫開的一種裝置。此外，聯(lián)軸器還能具有補償兩軸相對位移、緩沖和減振以及防護功能。

按照聯(lián)軸器的性能分類，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器或稱為固定式聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器雖然不具有補償功能，但有結構簡單、制造容易、不需要維護、成本低等特點；撓性聯(lián)軸器中又分為無彈性撓性聯(lián)軸器和帶彈性元件撓性聯(lián)軸器，前一類只具有補償兩軸相對位移的能力，后一類除具有補償性能外，還具有緩沖和減振作用，但在傳遞轉矩的能力上，因受彈性元件的強度限制，一般不及無彈性元件聯(lián)軸器。

聯(lián)軸器是機車驅動裝置的關鍵部件，隨著鐵路機車車輛運行速度的提高，對聯(lián)軸器的結構及性能提出了高的要求。自二十世紀六十年代中期以來，機車動車的運行速度大幅度提高，干線貨運機車的構造速度為120160km/h，干線客運機車的構造速度為1601--250km/h，高速動車組的構造速度為200~300km/h，個別型號動車己達350km/h。為滿足高速運行的經(jīng)濟指標，機車動車的功率也不斷增大。三相異步交流電機在機車上的應用獲得成功，使每臺牽引電動機的功率由700~800kW增大到1200~1600kW。單電機轉向架問世后，組合傳動的牽引電動機，其功率就人了，如法國CC21000型電力機車，其牽引電動機的小時功率達3004kW。可見，傳動裝置為適應機車動車的需要而向高速、大功率發(fā)展成為必然的趨勢。

近幾年，我國軌道交通發(fā)展迅速，加快了機車車輛技術的發(fā)展。我國鐵路客運已實現(xiàn)六次大提速，時速160km/h以上的線路延展里程達到1.4萬公里，時速200km/h以上的線路延展里程達6003公里。重載運輸?shù)玫桨l(fā)展，大秦線路大量開行1萬噸和2萬噸重載組合列車，將實現(xiàn)年運量3.0億噸。

由此可以看出，隨著鐵路向著高速，重載的方向大力推進，大功率機車驅動技術是機車轉向架研究的要點，為了滿足鐵路發(fā)展的需要，機車驅動裝置滿足高轉速、大扭矩、大功率的性能要求，而其關鍵部件聯(lián)軸器是驅動裝置的決定性因素，也是設計的難點。

在大功率機車的驅動系統(tǒng)中，聯(lián)軸器將電機的驅動力矩傳遞給主動齒輪。

聯(lián)軸器與主動齒輪軸之間依靠端齒傳遞力矩。在高速、重載大功率的工況下，對聯(lián)軸器提出了高的要求。要求聯(lián)軸器在及其有限的空間內(nèi)實現(xiàn)高轉速運轉和大扭矩的傳遞。

為了解決上述問題，現(xiàn)代交流大功率機車的驅動系統(tǒng)普遍采用將電機和齒輪箱合成的整體驅動系統(tǒng)，其聯(lián)軸器采用膜片式彈性聯(lián)軸器，如HXD1B.HXD3B等機車。聯(lián)軸器的端齒齒形分布通常采用三種方式：十字型端齒，徑向端齒，圓弧端齒，三種方式的齒形斷面均為梯形。

在當前實際應用過程中，圓弧端齒主要有兩種形式，一種是每對嚙合的圓弧端齒盤分為凸齒元件和凹齒元件，另一種圓弧端齒是各圓弧端齒沿徑向方向齒廓線的方向相同。后一種圓滑端齒相對于前一種，具有結構簡單，制造方便等優(yōu)點，可以采用成形杯形砂輪一次同時加工兩相鄰齒面，能夠較大的提高圓弧端齒的制造加工效率。

圓弧端齒相對于其它幾種齒形端面，則主要具有以下優(yōu)點：高剛性，當齒與齒嚙合時，輪齒間接觸面是相當均勻連續(xù)的，而且齒盤有多少輪齒便有多少對齒接觸面，接觸面積大，因此齒盤就能承受較高的載荷而具有很高的剛性。

自動對心，由于端面弧齒盤的輪齒齒形由外向內(nèi)沿其弧度均勻縮小，且輪齒以端齒盤的中心軸對稱。在各齒向心力的作用下，兩端齒盤實現(xiàn)自動對心。

此外，圓弧端齒彈性聯(lián)軸器較前兩種齒形具有結構緊湊、嚙合精度高、傳遞力矩大，并便于設計、制造、安裝等一系列優(yōu)點。

因此，圓弧端齒彈性聯(lián)軸器應用于我國引進的和諧號大功率機車轉向架的驅動系統(tǒng)中。為地消化吸收驅動系統(tǒng)中圓弧形端齒彈性聯(lián)軸器的結構特性，需進行深入研究其設計機理和制造技術。

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