1 聯(lián)軸器的定義
1.1 聯(lián)軸器的分類
剛性聯(lián)軸器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)補(bǔ)償性能，不能緩沖減振，對(duì)兩軸安裝精度和要求較高，用于振動(dòng)很小的工況。聯(lián)接高速和剛性不大的且對(duì)中性較高的兩軸。
無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器
撓性聯(lián)軸器：非金屬元件撓性聯(lián)軸器
金屬元件撓性聯(lián)軸器
1.2 聯(lián)軸器的選擇
1.2.1 根據(jù)以上的分類，應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件來(lái)確定聯(lián)軸器。
具體選擇時(shí)可以考慮一下幾點(diǎn)：a需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)減振和緩沖方面的要求 b 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力的大小，對(duì)于高速傳動(dòng)軸應(yīng)選用平衡精度較高的聯(lián)軸器。如膜片聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器等；c 兩軸相對(duì)位移的大小和方向，當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保證兩軸的嚴(yán)格對(duì)中，應(yīng)選用平衡度較高的聯(lián)軸器；d 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境；e 聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。
1.2.2 聯(lián)軸器的應(yīng)用
聯(lián)軸器在冶金機(jī)械，重型、礦山機(jī)械，起重、運(yùn)輸機(jī)械等傳動(dòng)中有十分廣泛的應(yīng)用。聯(lián)軸器的生產(chǎn)研制也十分必要。首鋼使用的聯(lián)軸器主要是齒式聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器是可移式剛性聯(lián)軸器中應(yīng)用最廣泛的一種，它是利用內(nèi)、外齒嚙合以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接。
2 齒式和鼓形齒式聯(lián)軸器的特點(diǎn)：
齒式聯(lián)軸器的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大，使用范圍廣，工作可靠，具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力，但制造困難，適用于重載或高速運(yùn)轉(zhuǎn)的水平傳動(dòng)聯(lián)接。為了補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移，內(nèi)、外齒輪的嚙合較普通齒輪傳動(dòng)具有較大的間隙。此外，還將外齒輪的齒頂制成半徑為Ra的球面，稱為鼓形齒聯(lián)軸器。鼓形齒式聯(lián)軸器通過鼓形齒外套和直齒的內(nèi)齒圈的軸線擺動(dòng)（稱角向位移）來(lái)補(bǔ)償兩傳動(dòng)軸的相對(duì)位移，齒長(zhǎng)方向的鼓度越大，其角向位移越大，有的可達(dá)6度。齒長(zhǎng)方向的鼓度，使齒對(duì)接觸情況較好，改善了嚙合面上壓力分布的均勻性，因此鼓形齒式聯(lián)軸器有傳遞能力大、角向位移大、傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但鼓形齒輪在加工有一定的難度，我單位現(xiàn)有非數(shù)控設(shè)備部能加工鼓形齒式聯(lián)軸器
3 鼓形滾柱式聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)
3.1 鼓形滾柱式聯(lián)軸器的獨(dú)特性
綜合齒式聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)，參考彈性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，更換方便等優(yōu)點(diǎn)，在不改變齒式聯(lián)軸器設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)合理，加工相對(duì)容易的聯(lián)軸器，把這兩種聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合到一起，排除這兩種聯(lián)軸器的缺點(diǎn)，將會(huì)出現(xiàn)一種新型的聯(lián)軸器，經(jīng)過反復(fù)構(gòu)思，終于設(shè)計(jì)出鼓形滾柱式聯(lián)軸器。鼓形滾柱式聯(lián)軸器是利用在內(nèi)外齒套之間用鼓形滾柱嚙合以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接，在該聯(lián)軸器中鼓形滾柱起著傳遞扭矩和補(bǔ)償兩傳動(dòng)軸之間相對(duì)位移的作用。
3.2 鼓形滾柱式聯(lián)軸器的材料及性能要求
鼓形滾柱要具有高彈性及耐磨性，但考慮鼓形滾柱制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于內(nèi)、外齒套的表面硬度。這樣便可實(shí)現(xiàn)當(dāng)鼓型滾柱達(dá)到磨損極限后，內(nèi)外齒圈仍可繼續(xù)使用。該鼓形滾柱式聯(lián)軸器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大，使用范圍廣，工作可靠，具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力且制造簡(jiǎn)單，適用于重載下或高速運(yùn)動(dòng)的水平傳動(dòng)軸的聯(lián)接。鼓型滾柱式聯(lián)軸器內(nèi)、外齒套的材料用同轉(zhuǎn)速有關(guān)，對(duì)于v≤15m/s可用45、ZG310-570、40Cr、42CrMo等經(jīng)熱處理，使內(nèi)齒套硬度≥248HB,外齒套硬度≥286HB。對(duì)在高速旋轉(zhuǎn)下運(yùn)轉(zhuǎn)的鼓形滾柱式聯(lián)軸器，應(yīng)采用高強(qiáng)度鋁合金鋼制造，輪齒齒面需經(jīng)表面淬火或氮化等化學(xué)處理，并相應(yīng)提高輪齒的制造精度和齒面粗糙度，其外齒套材料為42CrMo，經(jīng)氮化處理后硬度≥500HV，內(nèi)齒套材料為42CrMo，經(jīng)氮化處理后硬度≥650HV。為了提高鼓形滾柱式聯(lián)軸器的承載能力，延長(zhǎng)使用壽命，即使對(duì)轉(zhuǎn)速不高的普通滾柱式聯(lián)軸器，也采用表面硬化處理，使齒面硬度達(dá)到HRC38-43或更高一些。
4 鼓形滾柱式聯(lián)軸器的計(jì)算
4.1 聯(lián)軸器的強(qiáng)度計(jì)算
4.1.1 輪齒的強(qiáng)度計(jì)算
鼓形滾柱式聯(lián)軸器的承載能力既與材料和熱處理有關(guān)，也與兩軸相對(duì)位移的方向和位移量大小有關(guān)，而且還與嚙合齒面間隔的滑動(dòng)速度和潤(rùn)滑狀態(tài)有關(guān)。因此要精確計(jì)算鼓形滾柱式聯(lián)軸器中輪齒的強(qiáng)度計(jì)算比較困難。一般按下式進(jìn)行計(jì)算：
Tc=K1k2T≤[T]N.m
[T]-聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)距N.m
T-聯(lián)軸器長(zhǎng)期承受的理論轉(zhuǎn)矩N.m
K1-傳動(dòng)程度系數(shù)
K2-聯(lián)軸器工作條件系數(shù)
（1）接觸應(yīng)力可按下式計(jì)算
σh=Tc/D≤[σh]N/mm
[σh]-許用接觸應(yīng)力N/mm
（2）剪切應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算
τ=8Tc/3.14Bd≤[τ]N/mm
[τ]-材料許用剪切應(yīng)力 N/mm
4.1.2 齒面滑動(dòng)速度
齒面滑動(dòng)速度V=DNtan△δ/3000≤[v]=0.12m/s
N-聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速r/min
D-鼓形滾柱安裝直徑mm
△δ-聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸角位移
聯(lián)軸器自動(dòng)定心的最小轉(zhuǎn)矩 Tcmin≥menD/36000N.mm
m-中間軸與內(nèi)齒套質(zhì)量Kg
e-外齒套的相對(duì)偏心mm
4.2 聯(lián)軸器的主要尺寸關(guān)系及制造精度
a 鼓形滾柱數(shù)量：Z=14-30
b 鼓形滾柱寬度B=(0.15-0.2)D
C 鼓形滾柱半徑Rt=B/2sinθ，鼓形角θ，其值應(yīng)該滿足角位移需要；
d 齒套與鼓型滾柱間隙Cn=0.00156D+δc
δc:補(bǔ)償制造誤差側(cè)隙
e 齒套的精度和粗糙度Ra=0.4-3.2
f 動(dòng)平衡應(yīng)按相應(yīng)等級(jí)精度國(guó)標(biāo)生產(chǎn)
5 鼓形滾柱式聯(lián)軸器的生產(chǎn)
設(shè)計(jì)制造后的鼓形滾柱式聯(lián)軸器同齒輪聯(lián)軸器比較，在制造成本中不需要專用滾齒機(jī)和插齒機(jī)，降低了了加工成本，安裝方便快捷。經(jīng)過首鋼、包鋼、唐鋼、宣鋼、通鋼等多家鋼廠使用。該聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，使用效果好。完全能替代制造難度大加工成本高的齒式聯(lián)軸器，同時(shí)又為使用單位節(jié)省了備件費(fèi)用。
| 
