鼓形齒聯軸器承載能力

隨著近代工業技術的高度發展，對鼓形齒聯軸器的承載能力、可靠性、效率、圓周速度、體積和重量等技術和經濟指標提出了愈來愈高的要求。鼓形齒式聯軸器就是在直齒齒式聯軸器的基礎上為滿足大傾角、變傾角、小尺寸和高可靠性等技術要求發展起來的。鼓形齒聯軸器的結構基本上是對稱的。從齒頂方向看外齒軸套上的齒為鼓形齒，齒厚從中心到兩邊逐漸減小，與它相嚙合的內齒圈上的齒為直齒。由于外齒軸套齒頂和齒面都是弧形的，因此整個聯軸器是雙活節的，并且是撓性的，這樣就可以適應兩個軸線間的較大偏角。鼓形齒聯軸器在生產實踐中發揮著重要的作用。它可以補償兩聯接軸因軸線不重合引起的角誤差，軸向和徑向安裝誤差，允許兩軸有一定的位移。

研究鼓形齒聯軸器的背景，聯軸器是一種重要的機械基礎部件，其功用是將主動軸和從動軸聯接起來，傳遞轉矩使兩軸一同轉動。在特殊工況下如玻璃工業攪拌機用鼓形齒聯軸器，由于鼓形齒的受力狀態是一個多齒接觸，非線性問題，傳統的計算模型與工程實際存在較大的偏差，齒面疲勞損壞及連接螺栓孔變形等失效問題仍是迫切需要研究解決的問題。

彈性聯軸器動力特性實驗在由交流電動機、增速器、平臺及電氣控制系統組成的旋轉實驗器上進行。整個彈性聯軸器動力特性實驗系統，增速器和彈性聯軸器間采用尼龍繩連接，這種尼龍繩本身也是一種彈性聯軸器，起著傳遞扭矩和保護實驗系統的作用，只不過所傳遞的扭矩十分有限。彈性聯軸器是通過套齒花鍵的加工以及裝配，來保證彈性軸與轉接套齒間的套齒花鍵連接為松動連接的。實驗系統的測量系統包括彈性聯軸器的轉速測量、軸承的溫度測量和系統的動態特性測量，其中動態特性測量包括支座的振動加速度測量和彈性軸的位移測量。沿彈性聯軸器的軸向布置多個電渦流式位移傳感器，測量各測點撓度隨轉速的變化。在支承試驗器轉子系統的兩個支座上安裝加速度傳感器，測量支座的振動加速度隨轉子系統旋轉速度的變化。轉速和溫度測量分別是通過光電傳感器和焊接在軸承外環上的熱電偶實現的。

利用交流電動機驅動，緩慢增加彈性聯軸器的轉速，在振動水平較高，例如通過臨界轉速階段，快速越過。為彈性聯軸器上一個測點的位移隨彈性軸轉速變化的曲線，從中可以看出，在轉子系統轉速0～40000r/min范圍內，測點的位移存在一個明顯的峰值，其對應的轉速約為30000r/min。同時，該測點在轉子轉速為30000r/min附近的相位變化也接近180°因此判定這個轉速為彈性聯軸器的臨界轉速。彈性聯軸器動力特性實驗系統兩個支座的振動加速度隨轉子系統轉速變化的曲線，支座振動加速度的峰值也位于30000r/min轉速附近，其中支座2的振在設計這種彈性聯軸器時，一般是保證其在工作轉速范圍內不存在臨界轉速，因此轉接套齒和彈性軸間的連接為松動連接，以實現彈性軸為浮動軸的設計概念。被連接兩軸僅存在小的相對彎轉變形是彈性聯軸器的正常工作狀態。由于設計不當，轉子振動過大，導致相對彎轉變形過大，這時松動連接轉變為柔性連接，而這種改變有可能導致彈性軸動態特性的完全改變。