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鼓形齒式聯軸器的可靠性及技術特點

2019-03-25 22:07:43
新聞詳情

聯軸器是用來聯接不同機構中的兩根軸(主動軸和從動軸)使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。根據我公司產品使用特點,專門開發設計了TGII型鼓形齒式聯軸器系列,主要用于我公司高爐主卷揚產品中。高爐主卷揚減速器前后的聯接。

主卷揚24小時不停機,一年中工作時間達到330~350天,周期工作制,每天上料800~900車,高爐趕料時達45車/小時。電機與減速器問聯接的高速端聯軸器,工作時處于高速運轉狀態,1000~1500 r/min;減速器與卷筒問聯接的低速端聯軸器,工作時處于頻繁重載雙向運行狀態,卷筒上受到10t以上的拉力(勻速運行時)。

TG II型鼓形齒式聯軸器是由齒數相同的內齒圈和帶外齒的凸緣半聯軸器等零件組成。外齒采用鼓形齒齒形,所謂鼓形齒即為將外齒的齒面制成球面,球面   在齒輪軸線上,齒側問隙較一般齒輪稍大,鼓形齒式聯軸器可允許較大的角位移(相對于直齒式聯軸器),可   齒的接觸條件,提高傳遞轉矩的能力,延長使用壽命。

在結構上TG II鼓形齒式聯軸器具有結構簡單、工藝性好、可靠性高、裝拆方便、維護容易等特點:

1)結構合理,同一內齒圈與二組鼓形齒外齒軸套嚙合副組成,結構上采用對稱配置。

2)補償性能好,可以補償兩軸聯接因軸心線不同軸而形成的徑向,軸向和角度及其綜合位移。外齒輪齒厚中問厚兩端薄,允許兩軸線有較大的角位移,一般設計為士1. 5°,當角位移在2~3°時也能可靠的工作。而直齒式聯軸器一般僅允許士1°的角位移。

3)徑向定心好,采用內齒圈的齒根圓柱面與鼓形齒外齒齒頂圓球面定心,使傳動平穩,振動小,噪聲低。

4)嚙合精度高,同時接觸齒數多,接觸應力小,傳遞力矩大。能承受重載及沖擊載荷,在相同條件下比直齒式聯軸器傳遞扭矩提高15~20%。

5)齒面呈鼓形,   了工作狀態,消除了齒端部的集中載荷,提高了聯軸器的使用壽命。

6)外形尺寸小,易于安裝調整,裝拆方便,維修簡單,密封性好。

技術特點

鼓形齒式聯軸器的使用性能要求其具有補償兩軸相對位移性能,而兩水平軸線傳動軸系的角位移較終是反映在一對嚙合齒之問,所允許的偏轉角度,它取決嚙合齒之問的側隙大小。而側隙的選擇是比較關鍵性的。由于考慮到齒輪聯軸器不同于齒輪傳動,在結構上,一對內外齒輪是組裝在一起后,是以同一個圓周速度一起轉動的。鼓形齒式聯軸器研制有不同的技術方案,TG II型鼓形齒式聯軸器按內、外齒分度圓等厚度計算齒厚的設計方法,具有以下特點:

1嚙合精度高

鼓形齒的制造一般是在滾齒機上使滾刀   軌跡按照設計所要求的位移圓半徑,用仿形模板加工出來的,國內的生產廠家幾乎全部都用這種方法。用模板仿形加工時,技術的關鍵在于銑齒銑到齒形中部弧面轉向時,由于慣性,摩擦阻尼、傳動絲杠問隙以及傳動鏈剛性不足產生的彈性變形等非線性因素的影響,一般很難加工出正確的鼓形齒圓弧面,經常需要有技術很熟練的工人根據白己的工作經驗進行掌握。TG II型鼓形齒式聯軸器,其鼓形齒圓弧面用數控成形,比一般仿形加工成形的鼓形齒精度   高。

TG II型鼓形齒式聯軸器的鼓形齒外齒軸套達到   標準7級精度,其周節   限偏差fpt,周節累積公差Fp,公法線平均長度公差Fw均達到JB10095-88標準中7級精度。鼓形齒圓弧表面粗糙度Ra值不大于1.6μm。由于齒輪精度高,使嚙合時同時接觸的齒數增多,使接觸應力減小,這對于提高聯軸的接觸強度,增大傳遞力矩,減少振動、降低噪聲、提高傳動平穩性的使用壽命有著重要的意義。

2定心方式

齒輪聯軸器的定心方式有四種,分別為外徑定心(兩種)、齒側定心和輻板定心。

外徑定心中有兩種,既外齒頂圓局部與內齒齒根圓配合和外齒齒頂圓與內齒齒根圓配合。

TG II型鼓形齒式聯軸器在設計時考慮加工的復雜程度和控制的難度,采用鼓形齒外齒軸套齒頂圓球面與內齒圈的齒根圓柱面作為定心表面。

由于內齒齒根圓要求與一般內齒輪不同,標準的內齒齒根圓問隙很大,起不到定心作用,因此   給出公差,而且為了避免干涉,齒根部不得留有圓角,才能保證與外齒軸套的定位。這就給內齒齒根圓的加工帶來困難,一般很難保證H9/h7的配合要求。TG II型鼓形齒式聯軸器采用專用插齒刀具,保證內齒齒根精度要求,外齒軸套采用數控機床加工球面,保證了良好的定心性。避免由于齒齒頂問隙過大而在高速運轉達時產生偏心振動。

3聯軸器互換性

互換性要求是鼓形齒式聯軸器研制過程中的一個難點。一般國內很多廠生產的聯軸器沒有互換性的。目前大多數鼓形齒式聯軸器其兩半內齒圈的絞制螺栓孔都是采用配鉆鉸的方法,然后打上標記對號入座進行裝配的。用這種方法制造的聯軸器是不能互換的。根據市場的需求,特別是冶金行業的特殊要求,在設計中TG II型鼓形齒式聯軸器要求兩半內齒圈聯接絞制螺栓孔相對于定心圓的位置度公差為φ 0. 02這一要求是在加工   和數控鎖床上保證的。這樣,保證了互換性要求,在工業生產中不但降低了工人維修   換備件的勞動強度,而且縮短了在線的維修時問,有著十分明顯的經濟效益。

4保證側隙的方法

保證側隙的方法與參數的確定、刀具的選用有關,可采用標準的刀具和特定刀具。

當采用齒頂高系數為1,頂隙系數為0. 25的標準刀具時,由于外齒的齒頂高和內齒的齒根高相等,用標準的插齒刀僅靠徑向切入不能達到齒厚要求,   切向變位插齒。

另一種實用的方法是把標準的插齒刀磨去齒頂即成專用插齒刀,只采用徑向進給,插至全齒深即可達到齒厚要求。

TG II型鼓形齒式聯軸器采用外齒齒高系數為 1,齒根高系數為1. 25;內齒齒根高系數為1. 0, 齒頂高系數為0. 8,插齒刀具磨去0.25m高的齒改 制。內外齒分度圓齒厚相等,內齒輪插齒時不需要徑向變位。

5承載能力分析

鼓形齒式聯軸器的精度和齒數對于接觸強度有直接影響,當材質硬度   時,接觸應力取決于齒面的曲率半徑和同時接觸的齒數,TG II型鼓形齒式聯軸器采取比國標高一等級的制造精度,可滿足提高接觸強度的要求。在保證制造精度的前提下,當分度圓的直徑確定以后,減少模數、增加齒數,可以增加同時承載齒對數,降低接觸應力,從而提高承載能力。因此設計時在保證抗彎強度的前提下,盡可能采用小模數增加齒數,是提高傳遞扭矩的   途徑。

接觸應力決定聯軸器的承載能力,而齒面硬度是決定許用接觸應力的主要因素,提高齒面硬度有利于提高使用壽命,材質的選擇和熱處理是提高齒面硬度的先決定條件。由于鼓形齒式聯軸器的嚙合副,無論內齒圈還是鼓形齒外齒軸套,淬火以后的變形都很難用加工手段消除,因此TG II型鼓形齒式聯軸器一般采用42CrM。進行調質處理。能夠滿足冶金工業低速重載的使用環境要求。

6角向補償與齒側隙

鼓形齒式聯軸器的設計是依據所容許的較大角向補償量來決定齒形參數和側隙大小,較大角向補償量同時也是影響承載能力的重要因素,角向補償愈大則同時工作的齒數愈少傳遞扭矩隨之降低。鼓形齒式聯軸器允許兩聯接軸作任何方向的位移,實質是角向補償量,聯軸器的內齒圈和外齒軸套構成一種特殊的相交軸向嚙合副傳動。并具有良好的補償兩軸作任何方向位移的能力,TG II型鼓形齒式聯軸器將外齒齒頂設計成   位于軸線上的球面,作為定心圓,定心結構采用內齒圈的齒根圓柱面與鼓形齒外齒齒頂球面定心,其配合H9/h7。

嚙合副要確定合適的齒側隙,側隙小滿足不了角向補償量的要求,側隙大將增加內齒圈和個齒軸套的不同心度,造成傳動過程中沖擊、振動、噪音增加,特別是在正反   行和頻繁啟制動時,惡化動態性能,嚴重影響使用壽命。


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