鼓形齒式聯軸器對鼓度曲線有何要求？

非共軛齒面的鼓形齒面是由不同端截面逐漸變位相疊而成，其變位量與軸向坐標形成的虛線叫鼓度曲線，鼓度曲線是鼓形齒式聯軸器的一項重要幾何參數。鼓度曲線多為一段圓弧，也有用三段圓弧的，這些圓稱為鼓度圓，在圓弧鼓度曲線中，有鼓度圓中心在齒輪軸線上的，有不在軸線上的；有鼓度圓中心與齒面球面中心重合的，也有不重合的，通常設計是都以經驗為主，總的來說，鼓形齒式聯軸器應達到以下要求：

一、在軸間傾角處于大時不出現棱邊接觸現象；

二、輪齒集中載荷越小越好，而齒面曲率與鼓度圓周率成正比，因此鼓度圓半徑盡可能大。鼓度曲線曲率半徑與內齒單側減薄量成正比，因此鼓度圓半徑應盡可能大。鼓度曲線曲率半徑與內齒單側減薄量成正比，即它與齒的嚙合間隙有關，減薄量不足可能會造成干涉，減薄量過大會削弱齒的強度，且會側隙很大。

鼓形齒式聯軸器屬于剛撓性聯軸器，齒式聯軸器是由齒數相同的內齒圈和帶外齒的凸緣半聯軸器等零件組成。外齒分為直齒和鼓形齒兩種齒形，鼓形齒聯軸器可允許大的角位移(相對于直齒聯軸器)，可改變齒的接觸條件，提升傳遞轉矩的能力，延長使用壽命。

考慮到齒輪聯軸器不同于齒輪傳動，在結構上，一對內外齒輪是組裝在一起后，是以同一個圓周速度一起轉動的。鼓形齒式聯軸器研制有不同的技術方案，TGII型鼓形齒式聯軸器按內、外齒分度圓等厚度計算齒厚的設計方法，具有以下特點：

一、角向補償與齒側隙：

鼓形齒式聯軸器的設計是依據所容許的大角向補償量來決定齒形參數和側隙大小，大角向補償量同時也是影響承載能力的重要因素，角向補償愈大則同時工作的齒數愈少傳遞扭矩隨之降低。鼓形齒式聯軸器允許兩聯接軸作任意方向的位移，實質是角向補償量，聯軸器的內齒圈和外齒軸套構成一種特別的相交軸向嚙合副傳動。并具有良好的補償兩軸作任意方向位移的能力，TGII型鼓形齒式聯軸器將外齒齒頂設計成位于軸線上的球面，作為定心圓，定心結構采用內齒圈的齒根圓柱面與鼓形齒外齒齒頂球面定心，其配合H9/h7。

嚙合副要確定適當的齒側隙，側隙小達到不了角向補償量的要求，側隙大將增加內齒圈和個齒軸套的不同心度，造成傳動過程中沖擊、振動、噪音增加，特別是在正反行和頻繁啟制動時，動態性能，嚴重影響使用壽命。

二、聯軸器互換性：

互換性要求是鼓形齒式聯軸器研制過程中的一個難點。一般國內很多廠生產的聯軸器沒有互換性的。目前大多數鼓形齒式聯軸器其兩半內齒圈的絞制螺栓孔都是采用配鉆鉸的方法，然后打上標記對號入座進行裝配的。用這種方法制造的聯軸器是不能互換的。根據市場的需求，特別是冶金行業的特別要求，在設計中TGII型鼓形齒式聯軸器要求兩半內齒圈聯接絞制螺栓孔相對于定心圓的位置度公差為φ0.02這一要求是在加工和數控鎖床上的。這樣，了互換性要求，在工業生產中不但降低了工人維修換備件的勞動強度，而且縮短了在線的維修時問，有著明顯的經濟效益。

三、嚙合精度不錯：

鼓形齒的制造一般是在滾齒機上使滾刀軌跡按照設計所要求的位移圓半徑，用仿形模板加工出來的，國內的生產廠家幾乎全部都用這種方法。用模板仿形加工時，技術的關鍵在于銑齒銑到齒形中部弧面轉向時，由于慣性，摩擦阻尼、傳動絲杠問隙以及傳動鏈剛性不足產生的彈性變形等非線性因素的影響，一般很難加工出正確的鼓形齒圓弧面，經常需要有技術很熟練的工人根據白己的工作經驗進行掌握。TGII型鼓形齒式聯軸器，其鼓形齒圓弧面用數控成形，比一般仿形加工成形的鼓形齒精度不錯。

四、承載能力分析：

鼓形齒式聯軸器的精度和齒數對于接觸強度有直接影響，當材質硬度時，接觸應力取決于齒面的曲率半徑和同時接觸的齒數，TGII型鼓形齒式聯軸器采取比國標高一等級的制造精度，可達到提升接觸強度的要求。在制造精度的前提下，當分度圓的直徑確定以后，減少模數、增加齒數，可以增加同時承載齒對數，降低接觸應力，從而提升承載能力。因此設計時在抗彎強度的前提下，盡可能采用小模數增加齒數，是提升傳遞扭矩的途徑。

接觸應力決定聯軸器的承載能力，而齒面硬度是決定許用接觸應力的主要因素，提升齒面硬度有利于提升使用壽命，材質的選擇和熱處理是提升齒面硬度的先決定條件。由于鼓形齒式聯軸器的嚙合副，無論內齒圈還是鼓形齒外齒軸套，淬火以后的變形都很難用加工手段，因此TGII型鼓形齒式聯軸器一般采用42CrM。進行調質處理。能夠達到冶金工業低速重載的使用環境要求。

鼓形齒式聯軸器在生產實踐中愈來愈被人們所重視。它可以補償兩聯結軸因軸線不重合而形成的角度，軸向和徑向安裝誤差，允許兩個軸有的位移。其轉動方向可以為順時針，也可以為逆時針，它可以水平方向傳動，也可以在特別結構下垂直傳動，在一般機器制造業中具有大的優點。特別是在下列特別條件下顯得優良：間歇運動的機械；傳動負荷大的機械；兩聯接軸有大的調整誤差等等。基于上述特點，鼓形齒式聯軸器被普遍用于冶金、礦山、軋鋼等各部門。

鼓形齒式聯軸器的承載能力和允許偏移或擺角都與齒的曲率半徑(曲率)有直接關系。從提升承載能力角度而言，曲率半徑愈大愈好而就加大允許擺角而言，曲率半徑愈小愈好。鼓形齒側面的圓弧是在加工時滾刀沿圓弧走刀自然形成的，所以進刀圓弧半徑的大小就決定了齒的曲率半徑的大小。

鼓形齒式聯軸器的結構基本上是對稱的，兩個外齒軸套可以通過鍵聯接壓裝或熱裝到軸頭上。外齒軸套的齒面沿長度方向呈圈弧齒，是通過模板用仿形法加工出來的。從齒頂方向看外齒軸套上的齒為鼓形齒，齒厚從到兩邊逐漸減小，而與它相嚙合的內齒圈上的齒則為直線形齒。由于外齒軸套的齒頂和齒面都是弧形的，因此整個聯軸器是雙活節的，并且是撓性的。這樣就可適應兩個軸線間的大偏角，可以采用稀油潤滑或干油潤滑。鼓形齒式聯軸器結構緊湊，尺寸、重量、體積及慣性矩都很小，各零件均為圓形，不平衡力矩也小。