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    名稱:

    WGT型接中間套齒式聯軸器

    描述: WGT型接中間套鼓形齒式聯軸器的材質一般分為鑄鋼件及鍛鋼件,兩種材質隻要硬度能達到45号鋼,都可以代替。其中鍛鋼和鑄
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    鼓形齒聯軸器設計計算簡明适用方法

    1、本設計方法的适用範圍和特點

      (1)允許兩軸線角位移(交角偏差)△α≤1.5°,也可△α≤3°,△α增大,側隙應增大,承載能力下降。允許兩軸線的徑向位移△y=Ltanα,見圖1、圖2。

      (2)适用于中、低速重載荷傳動。在相同的角位移時,比直齒聯軸器的承載能力高15%~20%。

      (3)安裝、拆卸時允許角位移△α≤±5°。

        2、幾何參數與幾何尺寸計算

      (1)鼓形齒的形成。鼓形齒聯軸器的内齒套為普通直齒内齒輪,外齒套為鼓形齒,多采用滾齒加工,見圖3。滾刀中心Ou的軌迹為以OB為圓心,R 為半徑的圓弧。以R為半徑的圓弧稱位移圓。一般取R=(0.5~1.9)d,R較小,允許△α較大,運轉較靈活;R較大,接觸強度較好。本文推薦取R=(0.5~1)d。d為分度圓直徑,Ra=0.5da,鼓形齒的頂圓面為球面的一部分,對存在△α時的運轉有利。德國SMS公司的重載鼓形齒設計采用此方法。

        滾齒加工的鼓形齒,在任一垂直于位移圓的截面内齒廓曲線為漸開線。因此當△α=0°時,鼓形齒與内齒圈的齧合是一條共轭漸開線齧合。當△α≠0,将出現非共轭齧合,且△α的絕對值越大,誤差越大,見圖4。

       (2)鼓形齒齧合平面、工作圓切面齒廓曲率半徑。圖5為齒廓的曲率半徑。

       圖5中,D—D視圖為垂直鼓形齒套軸線齒中間截面圖;A—A視圖為包含齧合線AA且垂直D—D截面的截面圖,A—A面稱為齧合平面;B—B視圖為過齧合點、與分圓相切且垂直D—D平面截面圖;B—B面稱工作圓切面。ge、gt分别為A—A、B—B截面單側齒厚減薄量。

       滾齒加工的鼓形齒在A—A、B—B截面内的齒廓為雙曲線(插齒加工為橢圓),各點曲率半徑不相等。為簡化計算,分别用半徑為Re、Rt 的圓弧代替,其誤差很小,對工程計算足夠精确。這樣簡化以後,Re、Rt與R有以下關系式:

       式中e、ι為曲率系數, Re、Rt 分别為齧合平面和工作圓切面齒廓近似曲率半徑,e、ι可以計算,但幾何參量和計算過程較複雜,此處從略。當a=20°,對應不同齒數的e、ι值如表1,由表1可知e、ι相差不多。

          注:齒數與表中齒數不同時,可用插入法求得。

      (3)鼓形齒與内齒齧合的最小法向側隙。與齒輪傳動一樣,鼓形齒聯軸器内外齒齧合時,非齧合側必須有足夠的側隙,而且應考慮△α、鼓形齒套與軸裝配以及齒部加工誤差對側隙的影響。最小保證側隙Js,補償加工誤差的側隙Jz見表2。表2中Jz适用于7~8級精度齒輪。補償角位移△a的側隙Jα見表3;補償鼓形齒軸套與軸組裝膨脹的側隙 設計齒側法向側隙

     (3)  聯軸器裝配後未裝在軸上且△α=0時的法向側隙

    (4)   聯軸器裝在軸上對中精确,且△α=0時的法向側隙(5)   聯軸器工作,且△a達到允許值時的法向側隙 設計中給定側隙的方法。側隙給定的方法有多種,如按無側隙齧合計算外齒輪的公法線Wn, 并給以負偏差,計算内齒圈圓棒測量跨距M,并給以正偏差;對内、外齒輪加工采用不同的變位系數,改變齒厚,造成側隙等。本文推薦的方法見表5。先選定齒型參數,取内齒的變位系數Xz=0.5,然後按要求的側隙計算鼓形齒的變位系數X1,并按Xl和X2計算齒厚測量數據。此法加工方便,且可使内、外齒趨向等強度。

     (5)幾何計算。

       3、強度計算

      (1)載荷與損傷形式。鼓形齒聯軸器工作時傳遞轉矩,内、外齒接觸線上承受法向擠壓力,同時由于兩半聯軸器鼓形齒軸線有角位移△α或徑向位移△y,将有軸向分力,導緻内、外齒間相對滑動。因此,損傷形式主要是齒面點蝕剝落和磨損。一般在點蝕剝落發展到一定程度時,才發生輪齒折斷。

       減輕磨損的方法是潤滑充分,潤滑油合格幹淨,提高齒面硬度,精心安裝,盡可能減小△α和△y。

      防止點蝕剝落則需控制齒面接觸應力不超過許用值,即強度計算主要計算接觸應力。

      (2)接觸強度計算公式。如圖6所示,齒面受力近似兩彈性圓柱體相互擠壓,接觸部位産生赫茲接觸應力。因此可按赫茲公式推導鼓形齒聯軸器的接觸強度計算公式。按赫茲公式有:    

      式中,El、E2、μ1、μ2為兩接觸的彈性模量和泊松比,對于兩鋼制内外齒,,μ1=μ2=0.3;E1

    ;ω為單位長度上的載荷,對于鼓形齒為每個齒單位齒高上的載荷ω=

    Fn/Zh,N/mm;h為齒高,h=1.5 m;Fn=;K 為承載能力系數,

    與△a有關(圖7);T為傳遞的轉矩;ρ為綜合曲率半徑,,對于鼓形齒與直齒内

    齒齧合,内齒的曲率半徑, ,即ρ=ρ1,而(圖5)。如取

    φe≈2.7(表1),并取R=O.5d,ρ1=2.7x0.5d=1.35d。

      如取轉矩T的單位為N.m,則上式可寫成強度條件式,σHP為許用齒面接觸應力

       4、結構設計

      鼓形齒聯軸器的一般結構見圖1,本文僅提及結構設計應妥善處理的幾點。

      (1)外齒軸套外徑;

      (2)内齒圈直徑,以便插齒退刀,D4應按空心軸承受轉矩的強度計算通過。

      (3)兩内、外齒寬中線距L在滿足必要的軸向活動量的前提下盡可能較大。同時應保證内齒圈軸向竄動時鼓形齒寬中點在内齒的中部,内齒輪的齒寬兩端點的距離大于模數。

      (4)鼓形齒的齒頂必須倒角,倒角大小根據内齒齒根圓角半徑确定,一般不小于0.1m×45°。

     

     

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