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    鼓形齿联轴器多齿啮合实验

    发布日期:2017-04-12 发布者:鑫程机械

    鼓形齿联轴器具有复杂的空间啮合机理。尤其对于非共扼鼓形齿联轴器,在安装时有轴间倾角存在的情况下,理论上在未受载时只有两对齿接触。而在载荷作用下,轮齿受力产生变形,则可能出现多对齿接触。在特定载荷下,有多少对齿接触,各接触齿对的受力分布如何,是设计鼓形联轴器需考虑的极为重要的因素。以往在设计时都是以在额定载荷作用下有一半齿接触平均受力为依据,以粗略的估算方法来校核鼓形齿联轴器强度的。在具有轴间倾角的情况下,在不同的齿轮周向位置上,齿面啮合点在齿高和齿宽位置上是不相同的,而对于内外齿轮轮齿来说,其各不同位置的啮合刚度存在较大差异。另外,微小的齿面曲率干涉、齿轮的制造误差、鼓形齿联轴器的安装误差等偶然因素的影响,使实际的啮合齿对数和受力的分布变得更加复杂,理论计算非常困难。因此,用实验手段对鼓形齿联轴器进行测试,分析研究其在特定载荷下的啮合对数和受力的分布趋势具有非常重要的意义。

    本节介绍运用应变测量法对鼓形齿联轴器进行的多齿啮合实验研究。实验的主要目的,一是要得出鼓形齿联轴器的实际接触齿对数及受力分布趋势,二是验证优化鼓度曲线的非共轭齿面鼓形齿联轴器是否具有优越的啮合传动特性。电阻应变测且基本原理导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时,其电阻值将发生变化,这种现象称为“应变效应”。把依据这种效应制成的应变片粘贴于被测材料上,则被测材料受外界作用力所产生的应变就会反映到应变片上,从而应变片上的电阻丝的阻值就将发生变化,通过测量阻值的变化量,就可以获取外界作用力的大小。 电阻应变片常用的金属材料有康钥、镍铬合金、镍铬铝合金(卡码合金),它们具有不同的灵敏系数和线膨胀系数。以上材料中,康铜用得较多,因为在发生应变时,它的灵敏系数k的稳定性非常高,不仅在弹性变形范围内保持常数,而且进人塑性变形范围内仍基本保持常数,所以测量范围大。另外,康铜的电阻温度系数小且稳定,因而测量时温度误差小。

    1.实验装置设计

    本实验装里主要用于测试鼓形齿联轴器静态多齿啮合受力分布状态。设计时主要考虑以下几个因素:

    1装置的结构能进行不同载荷、不同工作轴间倾角及不同型号鼓形齿联轴器的侧试;幻装里具有足够的强度和刚度, C3装里的结构简单、制造方便、成本低、易于安装和调整。实验装里由固定端和调整端组成。被测试鼓形齿联轴器的两个外齿轮分别装于轴1和轴2上。轴1、轴2分别由两个滚动轴承支承。

    实验方案

    鼓形齿联轴器内外齿轮的啮合齿对承受着外力产生的转矩白作用。一般情况下,内齿轮轮齿的刚度大于外齿轮轮齿的刚度,夕了能更有效地反映应变,工作应变片应贴于外齿轮轮齿的端面,刃度补偿应变片贴于不受力的相同材料上。轮齿的应力状态较复杂在齿根处还存在应力集中的情况。但总的来说,对于一个齿,其丈根主应力,因此,考虑将工作应变片贴于轮齿中心线受拉应力的一侧,靠近街根边缘处。这样既不影响齿的啮合,又能有效地反映接触状况,贴片布局。由于轮齿端面位置较为狭小,无法贴两片应变片,因此,采用单臂工作方式测试。

    试件的选择应考虑加载量及贴片方便两方面的因素,选择模数较大的试件,将便于贴片操作,但所需要加的载荷也较大,给操作带来困难;反之则加载方便,但贴片较困难。综合考虑上述两方面的因素,并考虑能反映工业应用的实际情况,本实验选用实际使用的鼓形齿联轴器为试件,齿轮制造精度为8级,两个鼓形齿轮齿面曲线分别为圆弧鼓度曲线和优化鼓度曲线. 由于试件的齿数较多,并考虑鼓形齿联轴器受力作用时力分布的对称性,本实验采用一半齿间隔一齿贴片的方法,测试数据按对称处理,并用改变齿轮的周向安装位t的方法来校核其对称性。实验步骤?

    本实验的实验步骤如下:

    (1)在两外齿轮轮齿设定的位置和不受力的同种材料上,进行表面处理,粘贴工作应变片和温度补偿应变片,焊接并固定引线。

    (2)按照轴间倾角要求安装好试验装置和被测鼓形齿联轴器。

    (3)将各被侧轮齿测点处的应变片引线按要求连接在预调平衡箱上,接通电源,粗调平衡。摇动引线,应变仪指示器应无明显摆动,否则导线或接线可能存在问题。逐点触摸应变片,都应有受温度变化引起的应变产生,指针发生偏摆,以此可检查应变片接线是否可靠和接线位置是否正确。

    (4)支起加载杆,逐点进行预调平衡。

    (5)加载,测量并记录数据

    (6)若要改变轴间倾角或载荷,应重新调整实验装置,然后重复(4)、(5)步骤。