[实用新型]一种新型的鼓形齿式联轴器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种联轴器，尤其涉及宽带钢热轧连轧精轧机组和连铸连轧机组主传动所用的鼓形齿式联轴器。

背景技术

宽带钢热轧连轧精轧机组和连铸连轧机组主传动用鼓形齿式联轴器工作转矩大，转速高，尤其在轧钢咬合瞬间，冲击较大，因此联轴器轮齿副设计必须有足够的强度。现有的重载鼓形齿式联轴器齿轮副的设计和加工，大多采用齿轮的设计和加工方法，按照国家标准规定：渐开线齿轮分度圆上的模数为标准值，分度圆压力角为定值(a₁＝20°)。而鼓形齿式联轴器的传动有其特定的性质：非单齿或少数几个齿接触传动，理论上全部齿数接触。因此在鼓形齿设计时，主要考虑到是鼓形齿的接触强度，而对齿轮副来说，压力角越小，齿部的机械强度越差。对于重载齿轮，当压力角a₁＝20°时，其机械强度差，不能承受大的冲击载荷。同时，鼓形齿齿轮副之间形成的润滑油膜层较薄(同21.5°-30°相比)，使用寿命较低。另外，根据赫兹接触理论，轮齿压力角对齿轮接触强度有很大的影响，轮齿压力角增大，齿面接触应力和工作剪应力均减小，有利于提高齿轮强度；同时，压力角增大，齿面间的摩擦系数减少，有利于防止齿面点蚀。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种新型的鼓形齿式联轴器，它可承受大的冲击载荷。同时，鼓形齿式连轴器的额定转速提高、使用寿命延长。

本实用新型的鼓形齿式联轴器，它包括辊端内齿、鼓形外齿、接轴组件、长内齿、花键联结轴套，辊端内齿、长内齿通过鼓形外齿、接轴组件连成一体，其特征是：辊端内齿、长内齿与鼓形外齿为带鼓形的渐开线花键齿啮合，辊端内齿、长内齿与鼓形外齿之间的压力角a₁＝21.5°～30°。

我们知道，决定渐开线齿轮最主要的原始参数是模数m、齿数Z、压力角(齿形角)a，其基圆直径为：Db＝mZcosa，当模数、齿数一定时，基圆的大小主要取决于压力角a。若压力角增大，则基圆直径减少，渐开线齿形就弯些，齿轮的齿根就较厚，齿面的曲率半径Rt也就加大，从而提高了轮齿的弯曲疲劳强度和接触强度。而另一方面，鼓形齿设计时偏转角Δα的推荐值为1°30′～2°30′，压力角a增大，齿廓位移圆半径R将增大：那么单侧减薄量g将减少，导致偏转角Δα减少。为保证不出现棱边挤压为原则，即满足偏转角Δα要求，压力角a又不宜过大。因此根据以上几个方面的要求，在实用本新型中，内外齿的压力角a₁为21.5°～30°。当压力角由现有的角度a＝20°增大到本新型的a₁＝21.5°～30°时，其齿根变厚，齿面的曲率半径也就加大，从而提高了轮齿的弯曲疲劳强度和接触强度，可承受大的冲击载荷。同时，由于压力角增大，单侧减薄量g将减少，导致偏转角Δα减少，从而减少了齿侧间隙，增加了传动平稳性。另外，由于压力角增大，相同安装尺寸下可以提高输出扭矩，因此鼓形齿式联轴器额定转速得到了提高、也延长了使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明：

图1是本新型鼓形齿式联轴器的示意图；

图2是鼓形外齿的示意图；

图3是沿图1中A-A线的剖视图；

图4是沿图2中B-B线的剖视图；

图5是偏转角Δα示意图。

具体实施方式

从图1、图3可知，本实用新型的鼓形齿式联轴器，它包括辊端内齿、鼓形外齿、接轴组件、长内齿、花键联结轴套，辊端内齿、长内齿通过鼓形外齿、接轴组件连成一体，其特征是：辊端内齿、长内齿与鼓形外齿为带鼓形的渐开线花键齿啮合，辊端内齿、长内齿与鼓形外齿之间的压力角a₁＝21.5°～30°。压力角a₁的优选值为21.5°。

我们知道，决定渐开线齿轮最主要的原始参数是模数m、齿数Z、压力角(齿形角)a，其基圆直径为：Db＝mZcosa，当模数、齿数一定时，基圆的大小主要取决于压力角a。若压力角增大，则基圆直径减少，渐开线齿形就弯些，齿轮的齿根就较厚，齿面的曲率半径Rt也就加大，从而提高了轮齿的弯曲疲劳强度和接触强度。而另一方面，鼓形齿设计时偏转角Δα的推荐值为1°30′～2°30′，压力角a增大，齿廓位移圆半径R将增大：那么单侧减薄量g将减少，导致偏转角Δα减少。为保证不出现棱边挤压为原则，如图5所示，即满足偏转角Δα要求，压力角a又不宜过大。因此根据以上几个方面的要求，在实用本新型中，内外齿的压力角a为21.5°～30°。

从图2、图4可知，当原有的压力角a＝20°增大到本新型的a₁＝21.5°～30°时，其齿根变厚，齿面的曲率半径也就加大，从而提高了轮齿的弯曲疲劳强度和接触强度，可承受大的冲击载荷。同时，由于压力角增大，单侧减薄量g将减少，导致偏转角Δα减少，从而减小了齿侧间隙，增加了传动平稳性。另外，由于压力角增大，相同安装尺寸下可以提高输出扭矩，因此鼓形齿式联轴器额定转速得到了提高、也延长了使用寿命。