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鼓形齿式联轴器轮齿强度计算方法

2021-03-10 11:50:31

  鼓形齿式联轴器作为一种联接两个不同轴线轴系的动力传动部件,其具有承载能力高、使用寿命长及良好的轴线偏移补偿能力等诸多优点,应用于冶金、化工、起重、采矿、运输等各种机械设备。由于现场安装时存在安装误差,工作中载荷的变化引起冲击和振动,以及运行工况要求所联两轴轴线偏移等因素,实际工作中的鼓形齿式联轴器一般存在轴间倾角。由于鼓形齿式联轴器轴间倾角的存在,导致其传动平稳性变差,齿面力分配不均匀,并有附加力矩产生等问题。当联轴器传递转矩确定时,轴间倾角越大,接触齿对数越少,转矩载荷集中在少数齿对上,这些齿对的等效应力和接触应力大幅变加,造成轮齿强度下降,安然系数降低。

     鼓形齿式联轴器轮齿强度计算方法

    传统经验公式法:在联轴器轴间无倾角且载荷很小时,鼓形外齿的中间凸起部分与内齿为线接触,当施加载荷较大时,可认为内外齿在中间截面上为面与面接触,且沿齿高均匀接触,接触区压应力呈椭圆分布,由赫兹公式可导出鼓形齿接触强度计算公式。

    有限元分析法:采用有限元法计算轮齿强度更加准确。未考虑联轴器存在轴间倾角的影响,轴间倾角对鼓形齿式联轴器轮齿强度的影响具有重要意义。也就不能准确地模拟实际工况;还有些学者采用了全齿啮合的方法对非对中状态下鼓形齿式联轴器的接触应力进行了有限元分析,但轴间倾角相对较小,且未对接触齿对数和轮齿安 全系数进行相关研究。为此,采用装配体有限元法对大轴间倾角状态下的鼓形齿联轴器轮齿强度作进一步的分析探讨。

    根据鼓形齿式联轴器内、外齿轮结构特点,对其施加合适的边界条件来模拟其实际运行工况。其中内齿轮的约束条件为将外圆柱面全部固定,鼓形外齿轮的约束条件为将内圆柱面进行轴向约束,对其径向和角向运动不加限制,同时将联轴器受到的转矩载荷施加于鼓形外齿轮的内圆柱面。

    结构和参数进行进一步的优化,以满足实际运行工况的需要。


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