鼓形齒聯(lián)軸器的改進(jìn)設(shè)計與分析

起升機(jī)構(gòu)是門式起重機(jī)的重要提升動作機(jī)構(gòu)，而驅(qū)動卷筒的聯(lián)軸器又是該機(jī)構(gòu)載荷傳導(dǎo)的核心部件，它將減速器輸出軸與卷筒輪轂聯(lián)結(jié)起來，起到承載卷筒徑向載荷與傳遞減速器驅(qū)動力矩的作用，是載荷傳遞過程中重要的一環(huán)。鋼絲繩將提升載荷傳遞到卷筒上，載荷產(chǎn)生的徑向力通過輪轂傳遞給卷筒聯(lián)軸器，卷筒壁受載區(qū)域沿載荷方向產(chǎn)生變形，卷筒軸線彎曲，使兩側(cè)輪轂產(chǎn)生角偏移，進(jìn)而使卷筒聯(lián)軸器外殼偏轉(zhuǎn)。同時，由于提升載荷施加在卷筒壁上，該過程產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同樣由卷筒輪轂傳遞給卷筒聯(lián)軸器。由于卷筒受載情況的性，卷筒與減速器輸出軸的聯(lián)接有三個方面的要求：徑向載荷,轉(zhuǎn)矩,偏轉(zhuǎn)角。經(jīng)常使用的聯(lián)接型式有減速器齒式軸伸與卷筒內(nèi)齒圈聯(lián)接、減速器空心軸與卷筒短軸聯(lián)接、鼓形齒聯(lián)軸器聯(lián)接等。

鼓形齒聯(lián)軸器聯(lián)接卷筒的方式越來越多的應(yīng)用。卷筒傳遞來的轉(zhuǎn)矩由輪轂法蘭內(nèi)齒圈與空心軸外齒套來承擔(dān)。卷筒徑向載荷的傳遞路徑為：卷筒→卷筒輪轂→法蘭內(nèi)齒圈→法蘭承載環(huán)→法蘭外齒套→減速器輸出軸。其中法蘭承載環(huán)的外側(cè)承載面為球面，法蘭內(nèi)齒圈與之相接觸的內(nèi)承載面為內(nèi)圓柱面，這樣形成的接觸副可自動補償調(diào)位。法蘭內(nèi)齒圈嚙合齒為直齒，法蘭外齒套嚙合齒為鼓形齒，可提供量的角偏移補償。這種聯(lián)接方式具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞轉(zhuǎn)矩大和較大的角偏移補償量、工作穩(wěn)定，、調(diào)位性能好等特點。

其它聯(lián)接方式除上述起升機(jī)構(gòu)卷筒聯(lián)接方式外，其它諸如球鉸式聯(lián)軸器、球面滾子聯(lián)軸器等也在起重機(jī)械起升機(jī)構(gòu)上使用。

經(jīng)過對卷筒聯(lián)軸器的改進(jìn)設(shè)計，外形尺寸減小，同時滿足外形及質(zhì)量的設(shè)計要求，針對本文所述的設(shè)計案例：1)鼓形齒嚙合副與一般齒輪傳動有所不同，其接觸區(qū)域沿齒高方向分布。2)由于目前鼓形齒卷筒聯(lián)軸器仍未有設(shè)計計算的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，一般根據(jù)公式推導(dǎo)出的公式進(jìn)行計算，這使結(jié)果存在的偏差。同時，許用接觸應(yīng)力取值本身存在偏差，也會給工程設(shè)計帶來誤差，文中的取值偏安 全。3)采用硬齒面直齒-鼓形齒嚙合副可提高其承載能力，同時，如加大鼓形齒中部的曲率半徑，也能提高聯(lián)軸器的承載能力。4)鼓形齒卷筒聯(lián)軸器在使用時要注意環(huán)境因素的影響，潤滑條件直接影響鼓形齒嚙合副的使用壽命，一般使用鋰基潤滑脂，根據(jù)需要也可采用可耐壓齒輪油。