1 聯軸器的定義
1.1 聯軸器的分類
剛性聯軸器：結構簡單，無補償性能，不能緩沖減振，對兩軸安裝精度和要求較高，用于振動很小的工況。聯接高速和剛性不大的且對中性較高的兩軸。
無彈性元件撓性聯軸器
撓性聯軸器：非金屬元件撓性聯軸器
金屬元件撓性聯軸器
1.2 聯軸器的選擇
1.2.1 根據以上的分類，應根據使用要求和工作條件來確定聯軸器。
具體選擇時可以考慮一下幾點：a需傳遞的轉矩大小和性質以及對減振和緩沖方面的要求 b 聯軸器的工作轉速高低和引起的離心力的大小，對于高速傳動軸應選用平衡精度較高的聯軸器。如膜片聯軸器、齒式聯軸器等；c 兩軸相對位移的大小和方向，當安裝調整后，難以保證兩軸的嚴格對中，應選用平衡度較高的聯軸器；d 聯軸器的可靠性和工作環(huán)境；e 聯軸器的制造、安裝、維護和成本。
1.2.2 聯軸器的應用
聯軸器在冶金機械，重型、礦山機械，起重、運輸機械等傳動中有十分廣泛的應用。聯軸器的生產研制也十分必要。首鋼使用的聯軸器主要是齒式聯軸器，齒式聯軸器是可移式剛性聯軸器中應用最廣泛的一種，它是利用內、外齒嚙合以實現兩半聯軸器的聯接。
2 齒式和鼓形齒式聯軸器的特點：
齒式聯軸器的特點是：結構緊湊，承載能力大，使用范圍廣，工作可靠，具有補償兩軸相對位移的能力，但制造困難，適用于重載或高速運轉的水平傳動聯接。為了補償兩軸相對位移，內、外齒輪的嚙合較普通齒輪傳動具有較大的間隙。此外，還將外齒輪的齒頂制成半徑為Ra的球面，稱為鼓形齒聯軸器。鼓形齒式聯軸器通過鼓形齒外套和直齒的內齒圈的軸線擺動（稱角向位移）來補償兩傳動軸的相對位移，齒長方向的鼓度越大，其角向位移越大，有的可達6度。齒長方向的鼓度，使齒對接觸情況較好，改善了嚙合面上壓力分布的均勻性，因此鼓形齒式聯軸器有傳遞能力大、角向位移大、傳動平穩(wěn)、效率高、壽命長等優(yōu)點。但鼓形齒輪在加工有一定的難度，我單位現有非數控設備部能加工鼓形齒式聯軸器
3 鼓形滾柱式聯軸器的設計
3.1 鼓形滾柱式聯軸器的獨特性
綜合齒式聯軸器的優(yōu)點，參考彈性聯軸器結構簡單，制造容易，更換方便等優(yōu)點，在不改變齒式聯軸器設計優(yōu)點的同時開發(fā)出一種結構合理，加工相對容易的聯軸器，把這兩種聯軸器的優(yōu)點結合到一起，排除這兩種聯軸器的缺點，將會出現一種新型的聯軸器，經過反復構思，終于設計出鼓形滾柱式聯軸器。鼓形滾柱式聯軸器是利用在內外齒套之間用鼓形滾柱嚙合以實現兩半聯軸器的聯接，在該聯軸器中鼓形滾柱起著傳遞扭矩和補償兩傳動軸之間相對位移的作用。
3.2 鼓形滾柱式聯軸器的材料及性能要求
鼓形滾柱要具有高彈性及耐磨性，但考慮鼓形滾柱制造成本遠遠低于內、外齒套的表面硬度。這樣便可實現當鼓型滾柱達到磨損極限后，內外齒圈仍可繼續(xù)使用。該鼓形滾柱式聯軸器的特點是結構緊湊，承載能力大，使用范圍廣，工作可靠，具有補償兩軸相對位移的能力且制造簡單，適用于重載下或高速運動的水平傳動軸的聯接。鼓型滾柱式聯軸器內、外齒套的材料用同轉速有關，對于v≤15m/s可用45、ZG310-570、40Cr、42CrMo等經熱處理，使內齒套硬度≥248HB,外齒套硬度≥286HB。對在高速旋轉下運轉的鼓形滾柱式聯軸器，應采用高強度鋁合金鋼制造，輪齒齒面需經表面淬火或氮化等化學處理，并相應提高輪齒的制造精度和齒面粗糙度，其外齒套材料為42CrMo，經氮化處理后硬度≥500HV，內齒套材料為42CrMo，經氮化處理后硬度≥650HV。為了提高鼓形滾柱式聯軸器的承載能力，延長使用壽命，即使對轉速不高的普通滾柱式聯軸器，也采用表面硬化處理，使齒面硬度達到HRC38-43或更高一些。
4 鼓形滾柱式聯軸器的計算
4.1 聯軸器的強度計算
4.1.1 輪齒的強度計算
鼓形滾柱式聯軸器的承載能力既與材料和熱處理有關，也與兩軸相對位移的方向和位移量大小有關，而且還與嚙合齒面間隔的滑動速度和潤滑狀態(tài)有關。因此要精確計算鼓形滾柱式聯軸器中輪齒的強度計算比較困難。一般按下式進行計算：
Tc=K1k2T≤[T]N.m
[T]-聯軸器的許用轉距N.m
T-聯軸器長期承受的理論轉矩N.m
K1-傳動程度系數
K2-聯軸器工作條件系數
（1）接觸應力可按下式計算
σh=Tc/D≤[σh]N/mm
[σh]-許用接觸應力N/mm
（2）剪切應力應按下式計算
τ=8Tc/3.14Bd≤[τ]N/mm
[τ]-材料許用剪切應力 N/mm
4.1.2 齒面滑動速度
齒面滑動速度V=DNtan△δ/3000≤[v]=0.12m/s
N-聯軸器轉速r/min
D-鼓形滾柱安裝直徑mm
△δ-聯軸器聯接兩軸角位移
聯軸器自動定心的最小轉矩 Tcmin≥menD/36000N.mm
m-中間軸與內齒套質量Kg
e-外齒套的相對偏心mm
4.2 聯軸器的主要尺寸關系及制造精度
a 鼓形滾柱數量：Z=14-30
b 鼓形滾柱寬度B=(0.15-0.2)D
C 鼓形滾柱半徑Rt=B/2sinθ，鼓形角θ，其值應該滿足角位移需要；
d 齒套與鼓型滾柱間隙Cn=0.00156D+δc
δc:補償制造誤差側隙
e 齒套的精度和粗糙度Ra=0.4-3.2
f 動平衡應按相應等級精度國標生產
5 鼓形滾柱式聯軸器的生產
設計制造后的鼓形滾柱式聯軸器同齒輪聯軸器比較，在制造成本中不需要專用滾齒機和插齒機，降低了了加工成本，安裝方便快捷。經過首鋼、包鋼、唐鋼、宣鋼、通鋼等多家鋼廠使用。該聯軸器運轉周期長，使用效果好。完全能替代制造難度大加工成本高的齒式聯軸器，同時又為使用單位節(jié)省了備件費用。
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