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鼓形齿联轴器主要参数探讨及应用研究
刘自然,何园园,张跃春,李荣满,刘平2
(1.河南工业大学机电工程学院,郑州4500072.中航工业航空动力机械研究所民用传动事业部,湖南株洲412002
摘要:通过对鼓形齿啮合传动基本原理的研究,确定了鼓形齿基本几何参数,计算出鼓形齿啮合需要的侧隙值,以满
足正常啮合传动
关键词:减速器;鼓形齿;浮动;侧隙;切向位移量
中图分类号:TH122
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(201208-0075-02
Research of Crown Carrier Main Parameter and Its Application
LIU Zi-ran, HE Yuan-yuan, ZHANG Yue-chun, LI Rong-man', LIU Ping
(1. Henan University of Technology, Zhen 450007, China: 2.Aviation Inustry Corporation of( hina, huzhou 4 12002,China
Abstract: The basic principle of the crown teeth mesh transmission is researched. The basic geometry parameters of
the crown teeth are confirmed. The backlash of the crown teeth is calculated for matching the normal mesl
Key words gear-box: crown tooth; floating: backlash; tangential displacement
1引言
鼓形齿联轴器是一种性能优良的可移式刚性联轴
内齿圈
器,是机械传动的重要部件,与一殷的齿轮联轴器相比,
其具有结构紧湊、承载能力高、裁荷分布均匀、工作可靠
补偿性能好优点。能够补偿两轴间俙向、轴向、角度及
其综合位移。鼓形齿联轴器的外齿轴套可以克服由于传
动轴与从动轴有倾角和偏移而产生的运动千涉现象,在
鼓形外齿
有一定倾斜角的情況下,外齿可在内齿圈中摆动,能避免
B-B
轮齿沿齿端接触,使各齿间裁荷分布比较均匀。其传递扭
矩范围较广,在采矿、化工、起重、治金、运输等各种机械
设备中获得越来越广泛的应用
鼓形齿联轴器在混凝土搅拌筒驱动减速器中起倒连
图1轴线偏斜时内外齿相对运动示意图
接二级行星架和输出轴楹的作用,是连接动力输出装置
的关键部件,在重载冲击力的作用下,可以实现自动调节摆动要求齿槽宽足够宽,防止齿问运动干涉。故在非工作
搅拌筒的倾斜角,从而可提高浮动效果而减少冲击。为满齿面之间除了必须保证的侧隙j以及浮动量外,还要加
足恶劣工况,输出轴盘的端面跳动需达到10mm.目前,偏上山于摆角△a引起的外齿相对内齿的切向位移量
摆量是依靠经验确定,但是偏摆量偏大会导致强度不足
(2R-TM )(i-cosao)
尤法满足寿命要求,偏摆量偏小,乂会导致运动卡死。本
文结合实际应用需要,综合考起浮动量和切向位移量,给f的计算推导如图2所示:R,-055G+
出了侧隙的计算方法,装车试验一年多,运行良好。
基本原理
式中S为齿厚,S=m2,C=(K1-0.55 COSAC
齿廓为鼓形齿的外齿轴套,工作中当轴线出现相对所以,
(2R-Tn)(1-cos△c
2
角位移△a时,在其每转一圏,鼓形齿相对内齿圈的直线
齿都会发生齿的摆动运动和齿翻转运动。这两种运动在
畴合的半周中经历纯摆动-复合运动一纯翻转一复合运动
纯摆动的循环运动过程。如图1所示
鼓形齿有偏转角△a,在转动一周期间,外齿相对内
齿圈的齿除做沿齿长方向的往复滑动外,还在圆周切线
方向绕齿中心做往复摆动。齿长方向的往复滑动要求内
齿圈的齿宽要比鼓形齿的齿宽长,圆周切线方向的往复
图2切向位移量推导图
机械工程师2012年第8期75
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鼓形齿的山比一般的鼓形齿联轴器的摆角要大,搅拌筒的工作条件
率半径直接影啊要求输出轴摆角为±5°,属于低速重载的工作环境。
着鼓形齿联轴器
基本参数:齿数z=39;齿顶高系数h=1.0:模数
的承载能力和允7mm;径向间隙系数c=0.4:变位系数x=0.65:压力角Q
许的偏移量或摆20°:齿宽B=40
角。山率半径越
-大,齿面越接近平
s=tan(△a=1.75mm
而,则承载能力越
g=goose=1.64mm
(12)
大。而对于其摆角
R-2+8124m
图3齿廓截面曲率半径
而言,山率半径越
小,允许的偏转角
R=+=115.18mm
就越大,从这个角度看,山率半径愈小愈好。齿山率半伶
计算偏摆角为
的大小取決于齿加工时进刀圆弧半径的大小,因为齿側
1ー出-)=4.58°(15
面的圆弧是加工时滚刀沿圆弧走刀自然形成的。
A△a= arc cos
图3中左边的图形为通过齿宽的轴截面图,右边的达倒允许摆角的切向位移量,必须计入侧隙里面,此
纲形为横截面图,截面B-B为鼓形齿作圆切向截面,时,切向位移量f为
截面C-C为鼓形齿工作圆法向截面
(1-cosa0=.78mm
R
同时,由于太阳轮、行星轮,行星架都是浮动的,只有
4齿圈是固定的,一级行星架正是通过鼓形化键把把矩传
递出去,所以,二级组件的浮动量也要考虑进去,不考虑
扭转变形以及一级组件浮动量累加到二级的影响,计算
8-切向的单側减薄量:R-鼓形齿作圆切问截面的齿廓出补偿二级浮动需要的侧隙1087mm:为避免因工作温
由率半径:s-法间的单侧诚量:R。-鼓形齿法截面的度变化而引起的传动卡死,补偿轮齿发热膨胀和齿轮制
齿曲率半径。鼓形齿位移圆半径R。与ビ们的关系为:造安装误差而引起齿面间过盈,以及保证留存汕膜进行
hsin (a+
正常润滑,消除由动力现象引起的非工作齿面的撞击所
sin (as 90
8
gtcc
需要的側隙为0.096mm;考虑这六方面的影响,初步计算
出侧隙为1.963mm。
在特定的工作条件下角△与外齿单侧减溥量的关系是4结语
an△
此型号的混凝上搅拌筒驱动减速器的理论设计摆角
ye=gtc@
(8)5,此种工况下,其側隙计算値和实际测绘值基木符
式中a是压力角,△ax为鼓形角或摆角
合,但是,偏摆量的计算仅是从静力学的角度进行了计
R。为沿轴截面外齿齿顶圆球面半径
算,从动力学方向去仿真分析,将是进一步研究的方向。
[参考文献]
R,≤O.5の+03(Danm-D)am2
(9)[]萨木吉.高速茜轮传动设计[M].