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鼓形齿式联轴器传动领域与弹性联轴器试验方法

发布时间:2017-08-19

鼓形齿式联轴器的鼓形齿轮是在传动领域中应用较为成熟的可移动刚性联轴器-鼓形齿式联轴器的关键零件之一。为鼓形齿式联轴器的基本结构,它是由正常直齿内齿轮和鼓形外齿轮所组成,其形式相当于一个花键联接,不过在传动时按照齿轮啮合原理啮合联接,两齿轮的齿数相同,理论上传动比为1:1,且由于鼓形外齿的特殊结构,可实现两端鼓形齿轮轴线间的径向偏移Δα及角度位移Δθ,还能实现内外齿轮轴线间的偏斜角θ,且承载能力高,运转平稳,工作可靠。
在滚齿机上利用模板使滚刀轴线的走刀运动相对工件沿着鼓形齿轮所要求的半径为Rg的圆弧轨迹运动,是机械仿形加工的基本原理。常见的鼓形外齿切削加工如图3所示的用盘装齿轮铣刀沿圆弧轨迹运动进给铣削加工和和图4所示的用齿轮滚刀沿圆弧轨迹运动走刀加工,两者铣削的鼓形齿外齿在垂直于齿轮中心与刀具中心运动轨迹圆弧所构成平面的平面能(图中所示O-A、O-B、O-C联线处)的齿形具有相同的渐开线齿廓。
鼓形齿轮是在直齿圆柱齿轮的基础上演变而成的,为了能实现最佳的偏转位移,齿轮的毛坯件为一个球体被两个平面切割后形成的,即齿轮分布在被平面切割后剩余的球面上,在它的轴向截面内的齿顶圆、齿根圆及分度圆均为圆弧形,各个圆弧的中心都位于齿轮轴线(有些鼓形齿轮的齿形圆弧中心不在轴线上)的同一点上,其齿向截面A-A为腰鼓形,故称为鼓形齿轮。
由于弹性元件的受力变形,被测件传递扭矩时,其输入、输出端将产生一定的相对扭转角变形量。在理想情况下,扭矩与扭转角变形量具有线性关系,二者之比即为理论刚度。而在实际情况下,被测件的橡胶金属环弹性元件在一个振动循环中会产生滞后损失,导致扭矩与扭转角变形量关系曲线偏离理想的线性曲线,而这恰恰反应了被测件的动态特性。高弹性联轴器动态特性试验是指在试验室环境下,在试验台架上模拟被测件的实际工况,以获得其动态特性参数的一种研究手段。动态特性试验对被测件进行扭矩加载并一记录其承受的动态扭矩及输入、输出端相对扭转角变形量数据。将试验数据进行软件分析即可获得阻尼椭圆,通过对阻尼椭圆进行分析计算即可得到被测件的动态特性。
动态特性试验方法
动态特性试验可以通过两种方法实现
第一种方法为发动机台架试验,即直接利用船舶发动机作为试验振源。发动机台架试验工况条件较为真实,但环境干扰噪音复杂,不利于信号分析处理,试验结果偏差较大,并且会带来燃油消耗、空气污染等后果。
第二种方法为模拟台架试验,即借助专门的扭转振动激振装置,使被测件输入、输出端产生相对往复扭转振动。模拟台架试验中,被测件本身并不旋转,而是通过动态加载来模拟其工作时的受载状态。这种方法通过调整激振装置的参数来实现对试验振源的精确控制,受外界干扰小,试验结果准确,较第一种方法更具优越性`。
由动态特性试验的目标及试验方法可知高弹性联轴器动态特性试验台为位移式扭转振动试验台,其主要功能是向被测试的高弹性联轴器施加体现为试验扭矩的扭转振动激励。
扭转振动试验台研究现状
扭转振动试验台有电磁式、液压式、机械式等类型。国外试验机行业知名企业,如美国、德国、日本鹭宫等都已研制成功专门用途的振动试验台架并己有相应的产品投放市场,这些试验设备大都采用伺服电机驱动,技术复杂、价格昂贵。国内对于扭转振动试验台的研究起步较晚,技术水平相对落后,一般以中小型试验台研究为主,而对于大型专门化试验台的研究还很少涉及。

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