聯(lián)軸器齒輪參數(shù)的優(yōu)化 

齒輪參數(shù)的優(yōu)化是一個(gè)多目標(biāo)的問題，一方面希望有小的結(jié)構(gòu)尺寸，另一方面希望有足夠的強(qiáng)度及較好的嚙合特性。由于鼓形齒聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)中已規(guī)定了外部尺寸，故本問題優(yōu)化的關(guān)鍵是在的結(jié)構(gòu)尺寸下確定內(nèi)部齒輪參數(shù)的優(yōu)化值，使其具有較好的承載能力和較長的工作壽命。鼓形齒聯(lián)軸器的失效形式，主要是外齒輪齒而磨損后輪齒折斷失效，因此，增加外齒輪齒厚，提高其齒根彎曲強(qiáng)度和減少齒面磨損是提高鼓形齒聯(lián)軸器承載能力和工作壽命的關(guān)鍵。一般鼓形齒聯(lián)軸器的齒頂高系數(shù)，徑向間隙系數(shù)，外齒輪全齒高，采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其內(nèi)外齒輪分度圓齒厚大致相等。它的主要優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)外齒輪加工工藝性好，可采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀和擂齒刀進(jìn)行加工，且尺寸計(jì)算簡單。但是這種鼓形齒聯(lián)軸器的外齒輪齒根抗彎強(qiáng)度比內(nèi)齒輪齒根杭彎強(qiáng)度要低，即內(nèi)齒輪齒根彎曲強(qiáng)度有富余。因此，可設(shè)法增加外齒輪齒厚，提高外齒輪齒根彎曲強(qiáng)度。通常采用兩種方法:一種方法是采用刀具減薄內(nèi)齒輪齒厚而增加外齒輪齒厚，使內(nèi)外齒輪的抗彎強(qiáng)度接近一致;另一種方法是采用變位短厚齒型內(nèi)外齒輪，即降低外齒輪齒高，加大外齒輪齒厚，便其粗短，以提高外齒輪輪齒的抗彎強(qiáng)度。前一種方法需采用的瘦齒型滾刀，這給? 帶來不少麻煩，因此，在國內(nèi)不宜推廣.有者提出了一種變位短厚齒型鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)制造方法，由于是采用標(biāo)準(zhǔn)滾刀和插齒刀進(jìn)行加工的，加工方法簡單易行，因此，工藝性好，生產(chǎn)，是一種較理想的適宜推廣應(yīng)用的設(shè)計(jì)加工方法。但是，該文提出采用齒頂高系數(shù)，這不合理，因?yàn)辇X頂高系數(shù)的確定一方面要使內(nèi)外齒輪齒根彎曲強(qiáng)度一致，另一方面又要使內(nèi)外齒輪齒面具有足夠的接觸強(qiáng)度及內(nèi)齒輪齒頂厚應(yīng)大于，此建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算來確定。 

   鼓形齒聯(lián)軸器的齒數(shù)、模數(shù)決定了其徑向結(jié)構(gòu)尺寸大小。對于優(yōu)化鼓度曲線的鼓形齒聯(lián)軸器，其嚙合特性與共扼齒面鼓形齒聯(lián)軸器相近，因此可以依據(jù)共扼齒面鼓形齒聯(lián)軸器特性來考慮齒數(shù)、模數(shù)的參數(shù)優(yōu)化問題。給出了相同齒輪分度圓直徑d和齒寬B條件下取不同模數(shù)、齒數(shù)時(shí)的重合度曲線，從曲線可以看出，在相同齒輪分度圓直徑和齒寬條件下，所取齒數(shù)越多，則重合度越大。重合度越大，則平均每對齒承受的載荷越小，多齒嚙合時(shí)過渡狀態(tài)載荷分配的變化量越小，傳動(dòng)越平穩(wěn)。因此總的模數(shù)、齒數(shù)的選取原則是盡可能選多的齒數(shù)。但是相同齒輪分度圓直徑條件下，齒數(shù)趁多，模數(shù)越小。模數(shù)的減小將降低齒根彎曲強(qiáng)度;另外，由齒面接觸線形態(tài)可知，模數(shù)的減小也將降低齒面接觸強(qiáng)度。為有足夠的齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度，應(yīng)由所傳遞的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力值，先計(jì)算出所允許模數(shù)，再根據(jù)這個(gè)模數(shù)值及分度圓直徑來確定齒數(shù)。由于使用中磨損是不可避免的，因此，選取模數(shù)時(shí)還應(yīng)考慮輪齒齒厚要有的裕里，在的磨損程度下仍有足夠的強(qiáng)度。另外，模數(shù)的選取還應(yīng)考慮工藝條件的許可。這些內(nèi)容包含較多的經(jīng)驗(yàn)成分，在此不予詳細(xì)討論。 鼓形齒聯(lián)軸器的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是以深人的嚙合特性機(jī)理分析為基礎(chǔ)的，它必將為新型長壽命鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)提供重要的理論依據(jù)。 

  還由于鑫程機(jī)械公司的鼓形齒聯(lián)軸器比直齒齒式聯(lián)軸器具有的性能，工業(yè)發(fā)達(dá)在 20世紀(jì)50年代就已有應(yīng)用。我國從引進(jìn)的成套和單機(jī)設(shè)備中大童采用了鼓形齒聯(lián)軸器，國內(nèi)一些廠家為了滿足引進(jìn)設(shè)備中的鼓形齒聯(lián)軸器的備件盆要，通過消化吸收引進(jìn)技術(shù)并開展機(jī)理，現(xiàn)己能夠批量生產(chǎn)鼓形齒聯(lián)軸器。國內(nèi)雖已制定了若千鼓形齒聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)，但除接日尺寸外，未公布內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸及輪齒的設(shè)計(jì)參數(shù)，其中部分原因是，鼓形齒聯(lián)軸器的力學(xué)機(jī)理不夠，輪齒參數(shù)對傳動(dòng)特性的形響還有待于進(jìn)一步。由于國內(nèi)鼓形齒聯(lián)軸器生產(chǎn)企業(yè)對于鼓形齒聯(lián)軸器是根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行測繪仿制，并各自制訂自已的標(biāo)準(zhǔn)系列來進(jìn)行生產(chǎn)的，因此，國內(nèi)的鼓形齒聯(lián)軸器的生產(chǎn)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。就齒輪的輪齒設(shè)計(jì)而言，大多采用標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形。