輪胎式聯(lián)軸器改進結構的設計與研究

由于輪胎聯(lián)軸器徑向尺寸大，產(chǎn)生的附加軸向載荷使其負載加大，從而降低聯(lián)軸器的使用壽命，針對這個問題，利用TRIZ理論對其分析，將輪胎式聯(lián)軸器的輪胎環(huán)與梯形同步傳動帶嵌套組成新結構，使問題解決。通過ANSYS有限元分析，驗證其嵌套結構的可用性，擴大了輪胎式聯(lián)軸器的應用范圍。

輪胎聯(lián)軸器的輪胎環(huán)是的主要部件，是由橡膠或橡膠復合材料制成輪胎狀的彈性元件，具有良好的消振能力，在其傳遞運動和轉矩過程中起重要作用，輪胎環(huán)內(nèi)側與鋼質(zhì)骨架黏接成一體，骨架上的螺栓孔處焊有螺母，裝配時用螺栓與兩半聯(lián)軸器的凸緣連接螺栓來傳遞轉矩，結構簡單，裝拆和維護都方便。缺點是徑向尺寸較大，當轉矩較大時，會因過大扭轉變形而產(chǎn)生附加軸向載荷，高速運轉時，輪胎環(huán)外緣由于離心力的作用而向外擴張，將進一步變大附加軸向力，使聯(lián)軸器和軸承負載加大而降低壽命，影響機器的正常工作。為解決這一問題，運用TRIZ理論，結合現(xiàn)代設計方法，對輪胎式聯(lián)軸器的結構、功能及應用場合進行分析，針對其徑向尺寸問題進行研究，尋找解決問題的思路和方法。

1利用TRIZ分析輪胎式聯(lián)軸器徑向尺寸問題發(fā)明問題解決理論(TRIZ)經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，已經(jīng)總結出各種技術發(fā)展進化遵循的規(guī)律模式以及解決各種矛盾的創(chuàng)新原理和法則，建立了一個實現(xiàn)創(chuàng)新綜合理論體系。應用TRIZ理論，可以有 效利用各種資源來解決矛盾。本文中我們利用TRIZ理論來分析輪胎式聯(lián)軸器徑向尺寸大的問題，把實際問題轉化為技術矛盾問題，運用矛盾矩陣表，使用標準的發(fā)明原理，結合實際問題的具體情況，使問題解決。輪胎式聯(lián)軸器的改進設計主要涉及其結構參數(shù)問題，在保留原有結構優(yōu)點的基礎上，改 善其徑向尺寸大的缺點，由于輪胎環(huán)為圓環(huán)狀結構，與輪胎結構相似，這種結構導致了輪胎式聯(lián)軸器的徑向尺寸大，現(xiàn)在保持原有軸向尺寸不變的情況下，減小徑向尺寸，即減小結構體積，根據(jù)TRIZ理論的矛盾矩陣表，欲改 善運動物體的體積，隨之惡化的是系統(tǒng)的強度J，即欲減小輪胎式聯(lián)軸器的徑向尺寸，則聯(lián)軸器強度隨之降低經(jīng)對輪胎式聯(lián)軸器的結構和功能分析，結合各發(fā)明原理的可用性，發(fā)現(xiàn)其中對此問題有明顯幫助作用的是發(fā)明原理。嵌套原理：把一個物體嵌入另外一個物體，在需要時，可以減少系統(tǒng)的體積和便于攜帶，也可以減少系統(tǒng)的質(zhì)量，不妨礙正常作業(yè)。輪胎環(huán)在輪胎式聯(lián)軸器的連接和傳遞運動過程中起著重要作用，現(xiàn)從輪胎式聯(lián)軸器徑向尺寸方面進行研究改進，從輪胎環(huán)的結構和功能方面來考慮，由于輪胎環(huán)是彈性元件，所以輪胎式聯(lián)軸器具有消振、絕緣、補償位移等優(yōu)點，改進的結構欲保留原有結構的優(yōu)點，也應為彈性元件。其次，輪胎式聯(lián)軸器結構簡單，應用廣泛，改進結構也應滿足其應用場合的需求，加工制造簡單，易于推廣。根據(jù)TRIZ理論，利用發(fā)明原理中的7嵌套原理，對聯(lián)軸器的輪胎環(huán)結構進行改進設計，尋找一種新的結構，減小彈性元件的徑向尺寸，同時又可以輪胎式聯(lián)軸器正常工作。

2解決方案輪胎式聯(lián)軸器新的結構在同樣使用彈性元件的基礎上，需要減小輪胎環(huán)的徑向尺寸，同時為了滿足傳遞運動和轉矩的要求，徑向尺寸減小后的輪胎環(huán)為實體，現(xiàn)在對其進行嵌套結構設計。根據(jù)TRIZ理論的指導尋找符合要求的嵌套結構，從功能和結構方面來考慮，現(xiàn)找出梯形同步傳動帶結構，對實體的輪胎環(huán)進行嵌套結構設計。