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鼓形齿联轴器的研究发展

2017-09-19 14:31:43

鼓形齿联轴器是一种性能优良的可移式刚性联轴器,在机械传动中发挥着重要作用。与轴1固联的内齿轮为一渐开线直齿内齿轮,与轴2固联的外齿轮为齿顶面为一球面的鼓形渐开线齿轮。通过内、外齿轮间的相互啮合传动,传递两轴之间的运动和动力。鼓形齿联轴器具有较高的应用转速,传递扭矩范围广,可适应两个轴线间轴向、径向、角度和综合位移等特点。故其广泛应用于各种机械设备中,如:冶金、化工、起重、采矿、运输等。随着现代科学技术的吃速发展,鼓形齿联轴器的设计趋于完善,其优良的性能,正得到人们多的关注。所以,探讨鼓形齿联轴器的研究发展及应用现状对其长远发展是十分   的。

近二十年来,国内许多专家学者对鼓形齿联轴器进行了较广泛的分析研究。1990年代,鼓形齿联轴器的研究主要是针对内外齿轮齿面进行分析计算。如:提出了啮合接触点的曲线方程;针对非共扼齿面鼓形齿联轴器进行啮合分析,建立了内外齿轮齿面方程,得出了若干运动学分析的结论;杜全兴,等导出了滚切加工的鼓形齿轮齿面方程,定量分析了齿廓形状及其影响因素;分析了齿面的润滑状态,提出了防比齿面磨损的措施。

21世纪初期,随着鼓形齿联轴器口趋受到重视,对其研究工作也逐渐深入,鼓形齿联轴器鼓形齿的齿形及加工方法引起较大的关注。一种对鼓形齿齿形和齿向误差进行测量的新方法,且对其实际形状与位置进行分析评定;Y3180H型滚齿机的数控化改造,从面实现了加工齿向鼓形齿齿轮的功能;利用数控机床加工任意齿数鼓形齿的新方法,并且进行了啮合分析。

近十年来,鼓形齿联轴器的研究趋于采用有限元分析方法进行运动学与动力学分析。通过采用有限元计算方法,用ANSYS软件对不同修形半径下的有限元模型进行计算,从面分析摩擦区域的接触应力和摩擦应力的变化趋势;采用I-DEAS软件对鼓形齿联轴器建立三维模型,采用Visual Forlran与I-DEAS软件相互结合,针对鼓形齿联轴器不同工况进行有限元接触分析;对齿轮进行了APDL语言参数化建模,研究鼓形齿的齿面形状,分析鼓形齿齿面接触状态,并对其进行相关运动学和动力学方面问题的分析研究;CAD中绘制的齿轮的三维模型导入到ANSYS中,在不同工况下分别对鼓形齿全齿进行接触分析,将其分析结果与传统的赫兹理论分析结果进行对比,证明ANSYS分析结果的准确性。

2012年,结合ANSYS和ADAMS仿真软件对鼓形齿联轴器进行了强度、振动模态、传动平稳性分析研究,进一步验证了鼓形齿联轴器的合理性,为鼓形齿联轴器设计,加工提供   的参考依据。研究找出了影响联轴器传动效率的主要因素,并对其进行了分析比较。提出了减小功耗,提高传动效率的途径。

   对鼓形齿联轴器的研究工作开展较早。1950年代研发使用至今,设计趋于加合理化,加工工艺加精良,整体设计趋于完善。目前投入使用的鼓形齿联轴器多为标准系列化产品,且具有能调节较大摆角、性能优良、密封可靠等优点,润滑处理采用新型润滑油。具有齿向变曲率半径及小侧隙设计、噪音小、位移量大、使用寿命长等特点的鼓形齿联轴器普遍应用于高速列车。鼓形齿联轴器在欧洲、   、日本等工业发达及地区研究发展趋于成熟,值得我国学习和借鉴。