鼓形齿式联轴器齿厚从中心到两边逐渐减小

鼓形齿式联轴器齿厚从中心到两边逐渐减小：

        鼓形齿式联轴器由于其独特的鼓形结构使其具备优异的传动特性,能够补偿轴线间多方向相对位移误差(轴向位移,径向位移和角位移)， 是大 倾角、大变位、大力矩等恶劣工况下常用传动机构。尽管鼓形联轴器的相关研究开展较多，但实际应用中，在特殊工况下如玻璃工业搅拌机用 鼓形齿联轴器, 由于鼓形齿的受力状态是一个多齿接触,非线性问题,传统的计算模型与工程实际存在较大的偏差，齿面疲劳损坏及连接螺栓孔 变形等失效问题仍是迫切需要研究解决的问题。

       研究鼓形齿联轴器的背景：联轴器是一种重要的机械基础部件，其功用是将主动轴和从动轴联接起来，传递转矩使两轴一同转动。工程实际中，由于制造和安装误差，零件的变形、磨损、基础的下沉等原因，将引起两轴轴线位置的偏移，发生轴向位移、径向位移、角位 移和综合位移等。偏移的存在使得轴、轴承、联轴器产生附加动载荷，引起振动，使机器零件工作情况恶化。在种类繁多的联轴器中，鼓形齿联轴器具有小型、传递 扭矩大，吸收联接误差能力强，并具有优良的耐久性等优点，是中型和重型机械中 最常见的联接两传动轴的部件。随着近代工业技术的高度发展，对鼓形齿联轴器的承载能力、可靠性、效率、 圆周速度、体积和重量等技术和经济指标提出了愈来愈高的要求。鼓形齿联轴器就是在直齿齿式联轴器的基础上为满足大倾角、变倾角、小尺寸和高可靠性等技术要求发展起来的。鼓形齿联轴器的结构基本上是对称的。从齿顶方向看外齿轴套上的齿为鼓形齿，齿厚从中心到两边逐渐减小，与它相啮合的内齿圈上的齿为直齿。由于外齿轴套齿顶和齿面都是弧形的，因此整个联轴器是双活节的，并且是挠性的，这样就可以适应两个轴线间的较大偏角。鼓形齿联轴器在生产实践中发挥着重要的作用。 它可以补偿两联接轴因轴线不 重合引起的角误差，轴向和径向安装误差，允许两轴有一定的位移。

       本文结合实际工程应用，针对搅拌机用的鼓形齿联轴器的齿形进行全齿接触分析计算及实验分析研究,主要研究内容包括：（1）对国内外有关鼓形齿联轴器的研究状况进行综合分析,针对特 殊工况下鼓形齿联轴器改进性设计进行研究,探讨全齿有限元接触分析 的必要性。 （2）针对搅拌机鼓形齿联轴器设计上的关键问题，结合产品应用中 的数据,制定出 DFMEA(设计失效模式和后果分析)表；对于风险系数 RPN 高的问题提出了 7 点解决方案,并进行了改进性设计，提高了产品的可靠性和性价比，降低产品的使用成本。并利用传统的理论和经验计算公式, 对其弯曲强度,挤压应力以及接触应力进行了计算和校核。 （3）针对工厂鼓形齿联轴器系列多,品种复杂等特点，应用参数化技术, 编写参数公式和表格,实现了联轴器内齿，外齿的自动参数化设计，并编制相关软件模块, 缩短搅拌机鼓形齿联轴器的系列化设计周期。 （4）将CAD 中的3D 模型导入到 ANSYS 中,分别完成了对中状况的单齿和非对中状况下鼓形齿全齿的接触分析,将后处理中的结果与传统的赫兹理论进行差异分析,得出 ANSYS 的分析结论是合理的。 (5) 最后为了进一步模拟工况,在力矩试验台上进行了空载运行、 静载破坏和仿真试验,试验的结果证明,产品合格,设计合理。