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    鼓形齿联轴器的改进设计与分析

    发布日期:2020-07-03 发布者:鑫程联轴器

    鼓形齿联轴器的改进设计与分析

    以一台门式起重机的起升机构为例,首先介绍了鼓形齿联轴器的计算方法,然后以鼓形齿作为分析对象,对其中一对啮合齿进行三维建模。再将鼓形齿模型导入有限元分析软件,对鼓形齿啮合副的载荷接触状态进行应力分析。将公式算
    法结果与有限元分析结果进行比较,对该类型卷筒联轴器的设计分析具有一定的指导意义。
    起升机构是门式起重机的重要提升动作机构,而驭动卷筒的联轴器又是该机构载荷传导的核心部件,它将减速器输出轴与卷筒轮毅联结起来,起到承载卷筒径向载荷与传递减速器驭动力矩的作用,是载荷传递过程中重要的一环。钢妊绳将提升载荷传递到卷筒上,载荷产生的径向力通过轮毅传递给卷筒联轴器,卷筒壁受载区域沿载荷方向产生变形,卷筒轴线弯曲,使两侧轮毅产生一定角偏移,进而使卷筒联轴器外壳偏转。同时,由于提升载荷施加在卷筒壁上,该过程产生的转矩同样由卷筒轮毅传递给卷筒联轴器。
    接触齿采用SOLID186单元,该单元是一种高阶三维20节点固体结构单元141,SOLID186具有二次位移功能,这样设置的网格可以更好地贴合实体模型的不规则边界,更适用于通过第三方三维绘图软件创建的儿何模型。
    卷筒联轴器在正常工作时,内齿圈与外齿套产生一定的角偏移,即发生接触的直齿凹面与鼓形齿凸面曲率为变化值,为模拟鼓形齿的这一特征,局部凸出鼓形齿的啮合曲线。
    设置接触对的目标面和接触面时:1)将直齿凹面设置为目标面,将鼓形齿设置为接触面;2)将直齿凹面设置网格较粗,将鼓形齿面设置网格较细。
    经过对卷筒联轴器的改进设计,外形尺寸减小,质量由435kg减小为323kg,同时满足外形及质量的设计要求,针对本文所述的设计案例:l)鼓形齿啮合副与一般齿轮传动有所不同,其接触区域沿齿高方向分布。2)由于目前鼓形齿卷筒联轴器仍未有设计计算的相关国家标准,一般根据HERTz接触公式推导出的公式进行计算,这使结果存在一定的偏差。同时,许用接触应力取值本身存在一定偏差,也会给工程设计带来误差。3)采用硬齿面直齿一鼓形齿啮合副可提高其承载能力,同时,如加大鼓形齿中部的曲率半径,也能大大提高联轴器的承载能力。4)鼓形齿卷筒联轴器在使用时一定要注意环境因素的影响,润滑条件直接影响鼓形齿啮合副的使用寿命,一般使用铿基润滑脂,根据需要也可采用可耐压齿轮油。