齿轮联轴器的优化设计方案

齿轮联轴器是用来连接同轴线的两轴，一同旋转传递转矩的刚性可移式机构，基本形式如图15-1所示。

图15-1 齿轮联轴器结构简图

1—外齿轴套 2—端盖 3—内齿圈

齿轮联轴器是渐开线齿轮应用的一个重要方面，一般由参数相同的内外齿轮副相互配合来传递转矩，并能补偿两轴线间的径向、轴向及轴线倾斜的角位移，允许正、反转。

当沿分度圆图15-2所示位置剖切外齿，剖切面的齿廓为直线时，称为直齿联轴器；齿廓为腰鼓形曲线时，称为鼓形齿联轴器。齿轮联轴器的内齿圈都用直齿。

图15-2 鼓形齿齿截面

鼓形齿联轴器的主要特点：

1）外齿轮齿厚中间厚两端薄，允许两轴线有较大的角位移，一般设计为±1.5°，特殊设计在3°以上也能可靠地工作，而直齿联轴器一般仅允许±0.5°。

2）能承受较大的转矩和冲击载荷，在相同的角位移时，比直齿联轴器的承载能力高15%～20%，外形尺寸小。(www.xing528.com)

3）易于安装调整。

加工鼓形齿常用滚齿法和插齿法，如图15-3所示。用磨齿和剃齿法也可获得一定的鼓形量。

图15-3 鼓形齿的加工

a）滚齿法 b）插齿法

用滚齿法加工时，滚刀中心轨迹为以M_B为圆心的圆弧。所加工出的鼓形齿，在所有垂直于位移圆R的截面内，齿廓曲线为渐开线。

用插齿法加工时，插齿刀中心轨迹为以M_B为圆心的圆弧，插齿刀沿此圆弧向前移动。所加工出的鼓形齿，在所有垂直于轴套轴线的截面内，齿廓曲线为渐开线。

一般把转速超过3000r/min的齿轮联轴器称为高速齿轮联轴器，低于3000r/rnin则称为中、低速齿轮联轴器。这两类联轴器既具有一定的共性，又各具特点。

自20世纪80年代以来，我国齿轮联轴器的应用范围不断扩大，普遍采用了鼓形齿。随着对转矩、转速和可靠性要求的提高，对其强度、齿面硬度和精度的要求也越来越高。现在一般设计的齿面硬度已达300HBW左右，重载时则淬硬至45HRC或氮化，甚至采用渗碳淬火处理，齿轮精度已提高到7级，而高速联轴器达6级。我国已陆续制订了多种中、低速齿轮联轴器的行业标准和高速齿轮联轴器的企业标准。