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鼓形齿联轴器承载能力

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。鼓形齿式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。

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。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。

WG鼓形齿联轴器.jpg

弹性联轴器动力特性实验在由交流电动机、增速器、平台及电气控制系统组成的旋转实验器上进行。整个弹性联轴器动力特性实验系统,增速器和弹性联轴器间采用尼龙绳连接,这种尼龙绳本身也是一种弹性联轴器,起着传递扭矩和保护实验系统的作用,只不过所传递的扭矩十分有限。弹性联轴器是通过套齿花键的加工以及装配,来保证弹性轴与转接套齿间的套齿花键连接为松动连接的。实验系统的测量系统包括弹性联轴器的转速测量、轴承的温度测量和系统的动态特性测量,其中动态特性测量包括支座的振动加速度测量和弹性轴的位移测量。沿弹性联轴器的轴向布置多个电涡流式位移传感器,测量各测点挠度随转速的变化。在支承试验器转子系统的两个支座上安装加速度传感器,测量支座的振动加速度随转子系统旋转速度的变化。转速和温度测量分别是通过光电传感器和焊接在轴承外环上的热电偶实现的。

利用交流电动机驱动,缓慢增加弹性联轴器的转速,在振动水平较高,例如通过临界转速阶段,快速越过。为弹性联轴器上一个测点的位移随弹性轴转速变化的曲线,从中可以看出,在转子系统转速0~40000r/min范围内,测点的位移存在一个明显的峰值,其对应的转速约为30000r/min。同时,该测点在转子转速为30000r/min附近的相位变化也接近180°因此判定这个转速为弹性联轴器的临界转速。弹性联轴器动力特性实验系统两个支座的振动加速度随转子系统转速变化的曲线,支座振动加速度的峰值也位于30000r/min转速附近,其中支座2的振在设计这种弹性联轴器时,一般是保证其在工作转速范围内不存在临界转速,因此转接套齿和弹性轴间的连接为松动连接,以实现弹性轴为浮动轴的设计概念。被连接两轴仅存在小的相对弯转变形是弹性联轴器的正常工作状态。由于设计不当,转子振动过大,导致相对弯转变形过大,这时松动连接转变为柔性连接,而这种改变有可能导致弹性轴动态特性的完全改变。

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