鼓形齒聯(lián)軸器具有復(fù)雜的空間嚙合機(jī)理。尤其對于非共扼鼓形齒聯(lián)軸器，在安裝時(shí)有軸間傾角存在的情況下，理論上在未受載時(shí)只有兩對齒接觸。而在載荷作用下，輪齒受力產(chǎn)生變形，則可能出現(xiàn)多對齒接觸。在特定載荷下，有多少對齒接觸，各接觸齒對的受力分布如何，是設(shè)計(jì)鼓形聯(lián)軸器需考慮的為重要的因素。以往在設(shè)計(jì)時(shí)都是以在額定載荷作用下有一半齒接觸平均受力為依據(jù)，以粗略的估算方法來校核鼓形齒聯(lián)軸器強(qiáng)度的。在具有軸間傾角的情況下，在不同的齒輪周向位置上，齒面嚙合點(diǎn)在齒高和齒寬位置上是不相同的，而對于內(nèi)外齒輪輪齒來說，其各不同位置的嚙合剛度存在較大差異。另外，微小的齒面曲率干涉、齒輪的制造誤差、鼓形齒聯(lián)軸器的安裝誤差等偶然因素的影響，使實(shí)際的嚙合齒對數(shù)和受力的分布變得加復(fù)雜，理論計(jì)算非常困難。因此，用實(shí)驗(yàn)手段對鼓形齒聯(lián)軸器進(jìn)行測試，分析其在特定載荷下的嚙合對數(shù)和受力的分布趨勢具有非常重要的意義。

本節(jié)介紹運(yùn)用應(yīng)變測量法對鼓形齒聯(lián)軸器進(jìn)行的多齒嚙合實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的主要目的，一是要得出鼓形齒聯(lián)軸器的實(shí)際接觸齒對數(shù)及受力分布趨勢，二是驗(yàn)證優(yōu)化鼓度曲線的非共軛齒面鼓形齒聯(lián)軸器是否具有的嚙合傳動特性。電阻應(yīng)變測且基本原理導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。把依據(jù)這種效應(yīng)制成的應(yīng)變片粘貼于被測材料上，則被測材料受外界作用力所產(chǎn)生的應(yīng)變就會反映到應(yīng)變片上，從而應(yīng)變片上的電阻絲的阻值就將發(fā)生變化，通過測量阻值的變化量，就可以獲取外界作用力的大小。 電阻應(yīng)變片常用的金屬材料有康鑰、鎳鉻合金、鎳鉻鋁合金(卡碼合金)，它們具有不同的靈敏系數(shù)和線膨脹系數(shù)。以上材料中，康銅用得較多，因?yàn)樵诎l(fā)生應(yīng)變時(shí)，它的靈敏系數(shù)k的穩(wěn)定性非常高，不僅在彈性變形范圍內(nèi)保持常數(shù)，而且進(jìn)人塑性變形范圍內(nèi)仍基本保持常數(shù)，所以測量范圍大。另外，康銅的電阻溫度系數(shù)小且穩(wěn)定，因而測量時(shí)溫度誤差小。

1.實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)裝里主要用于測試鼓形齒聯(lián)軸器靜態(tài)多齒嚙合受力分布狀態(tài)。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下幾個(gè)因素:

1裝置的結(jié)構(gòu)能進(jìn)行不同載荷、不同工作軸間傾角及不同型號鼓形齒聯(lián)軸器的測試 具有足夠的強(qiáng)度和剛度， (3)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低、易于安裝和調(diào)整。實(shí)驗(yàn)裝里由固定端和調(diào)整端組成。被測試鼓形齒聯(lián)軸器的兩個(gè)外齒輪分別裝于軸1和軸2上。軸1、軸2分別由兩個(gè)滾動軸承支承。

實(shí)驗(yàn)方案

鼓形齒聯(lián)軸器內(nèi)外齒輪的嚙合齒對承受著外力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩作用。一般情況下，內(nèi)齒輪輪齒的剛度大于外齒輪輪齒的剛度，能地反映應(yīng)變，工作應(yīng)變片應(yīng)貼于外齒輪輪齒的端面，刃度補(bǔ)償應(yīng)變片貼于不受力的相同材料上。輪齒的應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜在齒根處還存在應(yīng)力集中的情況。但總的來說，對于一個(gè)齒，其丈根主應(yīng)力，因此，考慮將工作應(yīng)變片貼于輪齒線受拉應(yīng)力的一側(cè)，靠近街根邊緣處。這樣既不影響齒的嚙合，又能地反映接觸狀況，貼片布局。由于輪齒端面位置較為狹小，無法貼兩片應(yīng)變片，因此，采用單臂工作方式測試。

試件的選擇應(yīng)考慮加載量及貼片方便兩方面的因素，選擇模數(shù)較大的試件，將便于貼片操作，但所需要加的載荷也較大，給操作帶來困難;反之則加載方便，但貼片較困難。綜合考慮上述兩方面的因素，并考慮能反映工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況，本實(shí)驗(yàn)選用實(shí)際使用的鼓形齒聯(lián)軸器為試件，齒輪制造精度為8級，兩個(gè)鼓形齒輪齒面曲線分別為圓弧鼓度曲線和優(yōu)化鼓度曲線. 由于試件的齒數(shù)較多，并考慮鼓形齒聯(lián)軸器受力作用時(shí)力分布的對稱性，本實(shí)驗(yàn)采用一半齒間隔一齒貼片的方法，測試數(shù)據(jù)按對稱處理，并用改變齒輪的周向安裝位t的方法來校核其對稱性。

本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(1)在兩外齒輪輪齒設(shè)定的位置和不受力的同種材料上，進(jìn)行表面處理，粘貼工作應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償應(yīng)變片，焊接并固定引線。

(2)按照軸間傾角要求安裝好試驗(yàn)裝置和被測鼓形齒聯(lián)軸器。

(3)將各被側(cè)輪齒測點(diǎn)處的應(yīng)變片引線按要求連接在預(yù)調(diào)平衡箱上，接通電源，粗調(diào)平衡。搖動引線，應(yīng)變儀指示器應(yīng)無明顯擺動，否則導(dǎo)線或接線可能存在問題。逐點(diǎn)觸摸應(yīng)變片，都應(yīng)有受溫度變化引起的應(yīng)變產(chǎn)生，指針發(fā)生偏擺，以此可檢查應(yīng)變片接線是否和接線位置是否正確。

(4)支起加載桿，逐點(diǎn)進(jìn)行預(yù)調(diào)平衡。

(5)加載，測量并記錄數(shù)據(jù)

(6)若要改變軸間傾角或載荷，應(yīng)重新調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，然后重復(fù)(4)、(5)步驟。