鼓形齒式聯(lián)軸器的可靠性及技術(shù)特點

聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸(主動軸和從動軸)使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。根據(jù)我公司產(chǎn)品使用特點，專門設計了TGII型鼓形齒式聯(lián)軸器系列，主要用于我公司高爐主卷揚產(chǎn)品中。高爐主卷揚減速器前后的聯(lián)接。

主卷揚24小時不停機，一年中工作時間達到330~350天，周期工作制，每天上料800~900車，高爐趕料時達45車/小時。電機與減速器問聯(lián)接的高速端聯(lián)軸器，工作時處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，1000~1500 r/min；減速器與卷筒問聯(lián)接的低速端聯(lián)軸器，工作時處于頻繁重載雙向運行狀態(tài)，卷筒上受到10t以上的拉力(勻速運行時)。

TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器是由齒數(shù)相同的內(nèi)齒圈和帶外齒的凸緣半聯(lián)軸器等零件組成。外齒采用鼓形齒齒形，所謂鼓形齒即為將外齒的齒面制成球面，球面   在齒輪軸線上，齒側(cè)問隙較一般齒輪稍大，鼓形齒式聯(lián)軸器可允許較大的角位移(相對于直齒式聯(lián)軸器)，可   齒的接觸條件，提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，延長使用壽命。

在結(jié)構(gòu)上TG II鼓形齒式聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、、裝拆方便、維護容易等特點：

1)結(jié)構(gòu)合理，同一內(nèi)齒圈與二組鼓形齒外齒軸套嚙合副組成，結(jié)構(gòu)上采用對稱配置。

2)補償性能好，可以補償兩軸聯(lián)接因軸心線不同軸而形成的徑向，軸向和角度及其綜合位移。外齒輪齒厚中問厚兩端薄，允許兩軸線有較大的角位移，一般設計為士1. 5°，當角位移在2~3°時也能的工作。而直齒式聯(lián)軸器一般僅允許士1°的角位移。

3)徑向定心好，采用內(nèi)齒圈的齒根圓柱面與鼓形齒外齒齒頂圓球面定心，使傳動平穩(wěn)，振動小，噪聲低。

4)嚙合，同時接觸齒數(shù)多，接觸應力小，傳遞力矩大。能承受重載及沖擊載荷，在相同條件下比直齒式聯(lián)軸器傳遞扭矩提高15~20%。

5)齒面呈鼓形，   了工作狀態(tài)，了齒端部的集中載荷，提高了聯(lián)軸器的使用壽命。

6)外形尺寸小，易于安裝調(diào)整，裝拆方便，維修簡單，密封性好。

技術(shù)特點

鼓形齒式聯(lián)軸器的使用性能要求其具有補償兩軸相對位移性能，而兩水平軸線傳動軸系的角位移較終是反映在一對嚙合齒之問，所允許的偏轉(zhuǎn)角度，它取決嚙合齒之問的側(cè)隙大小。而側(cè)隙的選擇是比較關鍵性的。由于考慮到齒輪聯(lián)軸器不同于齒輪傳動，在結(jié)構(gòu)上，一對內(nèi)外齒輪是組裝在一起后，是以同一個圓周速度一起轉(zhuǎn)動的。鼓形齒式聯(lián)軸器研制有不同的技術(shù)方案，TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器按內(nèi)、外齒分度圓等厚度計算齒厚的設計方法，具有以下特點：

1嚙合

鼓形齒的制造一般是在滾齒機上使?jié)L刀   軌跡按照設計所要求的位移圓半徑，用仿形模板加工出來的，國內(nèi)的生產(chǎn)廠家?guī)缀跞慷加眠@種方法。用模板仿形加工時，技術(shù)的關鍵在于銑齒銑到齒形中部弧面轉(zhuǎn)向時，由于慣性，摩擦阻尼、傳動絲杠問隙以及傳動鏈剛性不足產(chǎn)生的彈性變形等非線性因素的影響，一般很難加工出正確的鼓形齒圓弧面，經(jīng)常需要有技術(shù)很熟練的工人根據(jù)白己的工作經(jīng)驗進行掌握。TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器，其鼓形齒圓弧面用數(shù)控成形，比一般仿形加工成形的鼓形齒精度高。

TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器的鼓形齒外齒軸套達到   標準7級精度，其周節(jié)   限偏差fpt，周節(jié)累積公差Fp，公法線平均長度公差Fw均達到JB10095-88標準中7級精度。鼓形齒圓弧表面粗糙度Ra值不大于1.6μm。由于齒輪，使嚙合時同時接觸的齒數(shù)增多，使接觸應力減小，這對于提高聯(lián)軸的接觸強度，增大傳遞力矩，減少振動、降低噪聲、提高傳動平穩(wěn)性的使用壽命有著重要的意義。

2定心方式

齒輪聯(lián)軸器的定心方式有四種，分別為外徑定心(兩種)、齒側(cè)定心和輻板定心。

外徑定心中有兩種，既外齒頂圓局部與內(nèi)齒齒根圓配合和外齒齒頂圓與內(nèi)齒齒根圓配合。

TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器在設計時考慮加工的復雜程度和控制的難度，采用鼓形齒外齒軸套齒頂圓球面與內(nèi)齒圈的齒根圓柱面作為定心表面。

由于內(nèi)齒齒根圓要求與一般內(nèi)齒輪不同，標準的內(nèi)齒齒根圓問隙很大，起不到定心作用，因此   給出公差，而且為了避免干涉，齒根部不得留有圓角，才能與外齒軸套的定位。這就給內(nèi)齒齒根圓的加工帶來困難，一般很難H9/h7的配合要求。TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器采用插齒刀具，內(nèi)齒齒根精度要求，外齒軸套采用數(shù)控機床加工球面，了良好的定心性。避免由于齒齒頂問隙過大而在高速運轉(zhuǎn)達時產(chǎn)生偏心振動。

3聯(lián)軸器互換性

互換性要求是鼓形齒式聯(lián)軸器研制過程中的一個難點。一般國內(nèi)很多廠生產(chǎn)的聯(lián)軸器沒有互換性的。目前大多數(shù)鼓形齒式聯(lián)軸器其兩半內(nèi)齒圈的絞制螺栓孔都是采用配鉆鉸的方法，然后打上標記對號入座進行裝配的。用這種方法制造的聯(lián)軸器是不能互換的。根據(jù)市場的需求，特別是冶金行業(yè)的要求，在設計中TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器要求兩半內(nèi)齒圈聯(lián)接絞制螺栓孔相對于定心圓的位置度公差為φ 0. 02這一要求是在加工   和數(shù)控鎖床上的。這樣，了互換性要求，在工業(yè)生產(chǎn)中不但降低了工人維修   換備件的勞動強度，而且縮短了在線的維修時問，有著明顯的經(jīng)濟效益。

4側(cè)隙的方法

側(cè)隙的方法與參數(shù)的確定、刀具的選用有關，可采用標準的刀具和特定刀具。

當采用齒頂高系數(shù)為1，頂隙系數(shù)為0. 25的標準刀具時，由于外齒的齒頂高和內(nèi)齒的齒根高相等，用標準的插齒刀僅靠徑向切入不能達到齒厚要求，   切向變位插齒。

另一種實用的方法是把標準的插齒刀磨去齒頂即成插齒刀，只采用徑向進給，插至全齒深即可達到齒厚要求。

TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器采用外齒齒高系數(shù)為 1,齒根高系數(shù)為1. 25；內(nèi)齒齒根高系數(shù)為1. 0, 齒頂高系數(shù)為0. 8，插齒刀具磨去0.25m高的齒改 制。內(nèi)外齒分度圓齒厚相等，內(nèi)齒輪插齒時不需要徑向變位。

5承載能力分析

鼓形齒式聯(lián)軸器的精度和齒數(shù)對于接觸強度有直接影響，當材質(zhì)硬度   時，接觸應力取決于齒面的曲率半徑和同時接觸的齒數(shù)，TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器采取比國標高一等級的制造精度，可滿足提高接觸強度的要求。在制造精度的前提下，當分度圓的直徑確定以后，減少模數(shù)、增加齒數(shù)，可以增加同時承載齒對數(shù)，降低接觸應力，從而提高承載能力。因此設計時在抗彎強度的前提下，盡可能采用小模數(shù)增加齒數(shù)，是提高傳遞扭矩的   途徑。

接觸應力決定聯(lián)軸器的承載能力，而齒面硬度是決定許用接觸應力的主要因素，提高齒面硬度有利于提高使用壽命，材質(zhì)的選擇和熱處理是提高齒面硬度的先決定條件。由于鼓形齒式聯(lián)軸器的嚙合副，無論內(nèi)齒圈還是鼓形齒外齒軸套，淬火以后的變形都很難用加工手段，因此TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器一般采用42CrM。進行調(diào)質(zhì)處理。能夠滿足冶金工業(yè)低速重載的使用環(huán)境要求。

6角向補償與齒側(cè)隙

鼓形齒式聯(lián)軸器的設計是依據(jù)所容許的較大角向補償量來決定齒形參數(shù)和側(cè)隙大小，較大角向補償量同時也是影響承載能力的重要因素，角向補償愈大則同時工作的齒數(shù)愈少傳遞扭矩隨之降低。鼓形齒式聯(lián)軸器允許兩聯(lián)接軸作任何方向的位移，實質(zhì)是角向補償量，聯(lián)軸器的內(nèi)齒圈和外齒軸套構(gòu)成一種的相交軸向嚙合副傳動。并具有良好的補償兩軸作任何方向位移的能力，TG II型鼓形齒式聯(lián)軸器將外齒齒頂設計成   位于軸線上的球面，作為定心圓，定心結(jié)構(gòu)采用內(nèi)齒圈的齒根圓柱面與鼓形齒外齒齒頂球面定心，其配合H9/h7。

嚙合副要確定合適的齒側(cè)隙，側(cè)隙小滿足不了角向補償量的要求，側(cè)隙大將增加內(nèi)齒圈和個齒軸套的不同心度，造成傳動過程中沖擊、振動、噪音增加，特別是在正反   行和頻繁啟制動時，惡化動態(tài)性能，嚴重影響使用壽命。

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