【文章內(nèi)容簡介】 荷 ~ Ⅳ 特重沖擊載荷，頻繁正反轉 鼓形齒聯(lián)軸器的設計 第 13 頁 共 35 頁 傳動系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動和轉矩變化較大的工作載荷，應選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器，以緩沖、減振、補償軸線偏移，改善傳動系統(tǒng)工作性能。起動頻繁、正反轉、制動時的轉矩是正常平穩(wěn)工作時轉矩的數(shù)倍，是超載工作，必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命，聯(lián)軸器只允許短時超載，一般短時超載不得超過公稱轉矩的 2～ 3 倍 。 低速工況應避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸 器，例如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器、多角形橡膠聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器等；需要控制過載安全保護的軸系，宜選用安全聯(lián)軸器；載荷變化較大的并有沖擊、振動的軸系，宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器；彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的許用轉速 聯(lián)軸器的許用轉速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和最大外緣尺寸，經(jīng)過計算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉速的范圍不相同，改變聯(lián) 軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉速范圍，材料為鋼的許用轉速大于材料為鑄鐵的許用轉速。 用于 n5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器，應考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素，并應作動平衡。高速時不應選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器，高速時形成彈性元件變形，宜選用高精度的撓性聯(lián)軸器，目前國外用于高速的聯(lián)軸器不外乎膜片聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對位移 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化（熱脹、冷縮）、部件之間的相 對運動等多種因素而產(chǎn)生相對位移。一般情況下，兩軸相對位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動所產(chǎn)生的位移方向，即軸向（ x ）、徑向（ y ）、角向（ α ）以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補償兩軸相對位移的性能，因此在實際應用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補償性能，應用范圍受到限制，因此用量很少。角向（ α ）唯一較大的軸系傳動宜選用萬向聯(lián)軸器，有軸向竄動，并需控制軸向位移的軸系傳動，應選用膜片聯(lián)軸器；只有對中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器 。 聯(lián)軸器的傳動精度 小 轉矩和以 傳遞運動為主的軸系傳動，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉矩傳遞動力的軸系傳動，對傳動精度亦有要求，高常州工學院 第 14 頁 共 35 頁 轉速時，應避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動元件之間有間隙的撓性；聯(lián)軸器，宜選用傳動精度高的膜片聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護 聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機器設備允許的安裝空間以內(nèi)。應選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或者維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中間調(diào)整容易的聯(lián)軸器。 大型機器設備調(diào)整兩軸對中較困難，應選擇使用耐久和更換易 損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護工作量。對于長期連續(xù)運轉和經(jīng)濟效益較高的場合，例如我國冶金企業(yè)的軋機傳動系統(tǒng)的高速端，目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉矩大，但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作，且需經(jīng)常檢查密封狀況，注潤滑油或潤滑脂，維護工作量大，增加了輔助工時，減少了有效工作時間，影響生產(chǎn)效益。國際上工業(yè)發(fā)達國家，已普遍選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片聯(lián)軸器取代鼓形齒式聯(lián) 軸器，不僅 提高了經(jīng)濟效益，還可以凈化工作環(huán)境。在軋機傳動系統(tǒng)選用我 國 研 制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸器，不僅具有膜片聯(lián)軸器的優(yōu)點，而且緩沖減振效果好，價格便宜。 工作環(huán)境 聯(lián)軸器與各種不同主機產(chǎn)品配套使用，周圍的工作環(huán)境比較復雜，如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、鹽水、輻射等狀況，是選擇聯(lián)軸器時必須考慮的重要因素之一。對于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作環(huán)境，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，應選擇金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。 彈性柱銷式聯(lián)軸器由于運轉時柱銷的竄動，自身噪聲大，對于噪聲有嚴格要求的場合就不應選用。 經(jīng)濟性 由于各品種、型式、規(guī)格的聯(lián)軸器結構、材料、大小和精度不同，其成本和造價相差很大。一般精度要求的聯(lián)軸器成本低于高精度要求的聯(lián)軸器；結構簡單、工藝性好的聯(lián)軸器成本低于結構復雜、工藝性差的聯(lián)軸器；采用一般材料作原料的聯(lián)軸器 成本低于采用特殊材料作原料的聯(lián)軸器；非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器的成本低于金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。在選擇聯(lián)軸器時，價格是不可忽視的重要因素，有時甚至是決定因素。對于一般工況條件，就無必要選擇價格較貴的高精度聯(lián)軸器，選用者往往因為經(jīng)濟的原因不能選用某些性能雖好但價格較高的撓性聯(lián)軸器。 鼓形齒聯(lián)軸器的設計 第 15 頁 共 35 頁 在選擇聯(lián)軸器時應根據(jù)選用各自實際情況和要求，綜合考慮上述各種因素，從現(xiàn)有標準聯(lián)軸器中選取最適合于自己需要的聯(lián)軸器品種、型式和規(guī)格。 根據(jù)設計任務書本設計選用無彈性元件撓性聯(lián)軸器中的鼓形齒式聯(lián)軸器。 這種聯(lián)軸器結構比較簡單，彈性元件的聯(lián) 接沒有間隙，不需潤滑，維護方匣，平衡容易，質(zhì)量小，對環(huán)境適應性強，但扭轉彈性較低，緩沖減振性能差，主要用 f載荷比較平穩(wěn)的高速傳動 。 鼓形齒式聯(lián)軸器的特點 (與直齒式聯(lián)軸器相比有以下特點 ) 承載能力強 . 在相同的內(nèi)齒套外徑和聯(lián)軸器最大外徑下，鼓形齒式聯(lián)軸器的承載能力平均比直齒式聯(lián)軸器提高 15～ 20％，見下表 23對比例證： 表 23 對比表 角位移補償量大 . 當徑向位移等于零時，直齒式聯(lián)軸器的許用角位移為 1186。，而鼓形齒式聯(lián)軸器的許用角位移為 1186。3039。，提高 50％。見下圖 212，在相同的模數(shù)、齒數(shù)、齒寬下，鼓形齒比直齒允許的角位移大。 圖 212 角位移補償量 鼓形齒面使內(nèi)、外齒的接觸條件得到改善，避免了在角位移條件下直齒齒端 常州工學院 第 16 頁 共 35 頁 棱邊擠壓，應力集中的弊端，同時改善了齒面摩擦、磨損狀況，降低了噪聲，維修周期長。 外齒套齒端呈喇叭形狀，使內(nèi)、外齒裝拆十分方便。 傳動效率高達 %。 兼顧以上所述類型的比較，選用無彈性元件撓性聯(lián)軸器中的齒式聯(lián)軸器。 這種聯(lián)軸器結構比較簡單，彈性元件的聯(lián)接沒有間隙，不需潤滑，維護方匣，平衡 容 易，質(zhì)量小，對環(huán)境適 應性強，但扭轉彈性較低，緩沖減振性能差，主要用 f 載荷比較平穩(wěn)的高速傳動 。 作為一種傳動裝置的鼓形齒聯(lián)軸器是由普通直齒聯(lián)軸器發(fā)展演變而來的，鼓形齒聯(lián)軸器在國外許多先進的工業(yè)國家已有種種標準及系列產(chǎn)品， 由兩個鼓形外齒套與一對直齒內(nèi)齒齒圈等零件組成。靠內(nèi)，外齒的嚙合傳遞轉矩，并通鼓形外齒套的直齒的內(nèi)齒圈的軸線擺動（稱角向位移）來補償倆傳動軸線的相對偏移。齒長方向的鼓度越大，其角向位移越大， 最大達 6176。 ,一般使用推薦 1176?！?176。，而舊的齒輪聯(lián)軸器只允許 176。；從彎曲強度和承載能力來看，在相同的工作條件下鼓形齒聯(lián)軸 器傳遞扭矩可提高 15～ 20%。齒長方向的鼓度，使齒對接觸情況較好，因此鼓形齒式聯(lián)軸器有傳動能力大、角位移大、傳動平穩(wěn)、效率高、壽命長等優(yōu)點。因此逐步取代直齒聯(lián)軸器，并廣泛用于冶金機械，重型、礦山機械，起重、運輸機械等傳動。 本系列鼓形齒聯(lián)軸器，具有結構緊湊、回轉半徑小、傳遞轉矩大和較大的角向補償量等特點。其中傳 遞轉矩與 CL 系列直齒聯(lián)軸器相比提高 50%以上，是一種先進的鼓形齒式聯(lián)軸器。 ZWG 型鼓形齒聯(lián)軸器 構成 ZWG 型鼓形齒聯(lián)軸器是由內(nèi)齒圈、外齒軸套、端蓋、密封圈、螺塞及緊固件（螺栓、螺 母、墊圈）組成，其中螺栓符合 GB578286， GB2788。 在整個 ZWG 型鼓形齒聯(lián)軸器系列中，內(nèi)齒圈、端蓋外型結構不變，不同檔的內(nèi)齒圈、端蓋對應的尺寸參數(shù)不同，外齒軸套的外型結構則因孔的長度不同而變化。 適用范圍 本系列聯(lián)軸器適用于起重運輸、冶金機械、礦山機械及其它機械，傳遞公稱轉矩710～ 1000000N m，單對齒角向補償量為△α≤ 1176。 聯(lián)軸器根據(jù)負荷情況、計算轉矩、軸端直徑和工作轉速進行選擇。 計算轉矩由下式求出： Tc = kT = k 9550 ≤ Tn N m n Pw 鼓形齒聯(lián)軸器的設計 第 17 頁 共 35 頁 = 27370 =41055 N m 式中： Tc — 計算轉矩 N m T — 理論轉矩 N m Tn — 公稱轉矩 N m Pw — 驅動功率 kw n — 工作轉速 r/min k — 工作狀況系數(shù) （見表 24） 表 24 工作狀況系數(shù) 工作載荷狀況 工況系數(shù) k 載荷較均勻 1～ 載荷變化和沖擊載荷中等 ～ 載荷變化和沖擊載荷大 ＞ 計算轉矩 Tc也可根據(jù)各專業(yè)的計算方法得到。 根據(jù)計算轉矩 Tc值，及設計任務書中給定的許用轉速值，查閱鼓形表，初定型 號為 12規(guī)格的基本型鼓形齒聯(lián)軸器 代號表示方法 ZWG 。 。 00（ — ）