大倾角鼓形齿联轴器轮齿强度分析探讨

石珍强， 夏清华， 张德智

（泰尔重工股份有限公司，安徽马鞍山243000）

0 引言

鼓形齿联轴器作为一种联接两个不同轴线轴系的动力传动部件，其具有承载能力高、使用寿命长及良好的轴线偏移补偿能力等诸多优点，被广泛应用于冶金、化工、起重、采矿、运输等各种机械设备[1-2]。由于现场安装时存在安装误差，工作中载荷的变化引起冲击和振动，以及运行工况要求所联两轴轴线偏移等因素，实际工作中的鼓形齿联轴器一般存在轴间倾角[3-4]。

由于鼓形齿联轴器轴间倾角的存在，导致其传动平稳性变差，齿面力分配不均匀，并有附加力矩产生等问题[5]。当联轴器传递转矩一定时，轴间倾角越大，接触齿对数越少，转矩载荷集中在少数齿对上，这些齿对的等效应力和接触应力大幅增加，造成轮齿强度下降，安全系数降低。因而研究轴间倾角特别是大轴间倾角对鼓形齿联轴器轮齿强度的影响具有重要的意义。

1 鼓形齿联轴器轮齿强度计算方法

1.1 传统经验公式法

在联轴器轴间无倾角且载荷很小时，鼓形外齿的中间凸起部分与内齿为线接触，当施加载荷较大时，可认为内外齿在中间截面上为面-面接触，且沿齿高均匀接触，接触区压应力呈椭圆分布，由赫兹公式可导出鼓形齿接触强度计算公式。当联轴器轴间有倾角且倾角不超过1°时，经验公式给出了偏载系数加以修正[6]。

当联轴器工作时的轴间倾角超过1°时，直接采用以赫兹接触理论为基础的强度校核经验公式误差较大，已不能满足工程实际要求，需采用其他方法进行计算。……