鼓形齒聯軸器的改進設計與分析
鼓形齒聯軸器的改進設計與分析
起升機構是門式起重機的重要提升動作機構，而驅動卷筒的聯軸器又是該機構載荷傳導的核心部件，它將減速器輸出軸與卷筒輪轂聯結起來，起到承載卷筒徑向載荷與傳遞減速器驅動力矩的作用，是載荷傳遞過程中重要的一環。鋼絲繩將提升載荷傳遞到卷筒上，載荷產生的徑向力通過輪轂傳遞給卷筒聯軸器，卷筒壁受載區域沿載荷方向產生變形，卷筒軸線彎曲，使兩側輪轂產生一定角偏移，進而使卷筒聯軸器外殼偏轉。同時，由于提升載荷施加在卷筒壁上，該過程產生的轉矩同樣由卷筒輪轂傳遞給卷筒聯軸器。由于卷筒受載情況的特殊性，卷筒與減速器輸出軸的聯接有三個方面的要求：徑向載荷,轉矩,偏轉角。經常使用的聯接型式有減速器齒式軸伸與卷筒內齒圈聯接、減速器空心軸與卷筒短軸聯接、鼓形齒聯軸器聯接等。
鼓形齒聯軸器聯接卷筒的方式得到越來越多的應用。卷筒傳遞來的轉矩由輪轂法蘭內齒圈與空心軸外齒套來承擔。卷筒徑向載荷的傳遞路徑為：卷筒→卷筒輪轂→法蘭內齒圈→法蘭承載環→法蘭外齒套→減速器輸出軸。其中法蘭承載環的外側承載面為球面，法蘭內齒圈與之相接觸的內承載面為內圓柱面，這樣形成的接觸副可自動補償調位。法蘭內齒圈嚙合齒為直齒，法蘭外齒套嚙合齒為鼓形齒，可提供一定量的角偏移補償。這種聯接方式具有結構緊湊、傳遞轉矩大和較大的角偏移補償量、工作穩定，可靠、調位性能好等特點。
其它聯接方式除上述起升機構卷筒聯接方式外，其它諸如球鉸式聯軸器、球面滾子聯軸器等也在起重機械起升機構上得到使用。
經過對卷筒聯軸器的改進設計，外形尺寸減小，同時滿足外形及質量的設計要求，針對本文所述的設計案例：1)鼓形齒嚙合副與一般齒輪傳動有所不同，其接觸區域沿齒高方向分布。2)由于目前鼓形齒卷筒聯軸器仍未有設計計算的相關國家標準，一般根據公式推導出的公式進行計算，這使結果存在一定的偏差。同時，許用接觸應力取值本身存在一定偏差，也會給工程設計帶來誤差，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，也能大大提高聯軸器的承載能力。4)鼓形齒卷筒聯軸器在使用時一定要注意環境因素的影響，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，根據需要也可采用可耐壓齒輪油。
