活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定

摘要　推導(dǎo)了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算式，并在此基礎(chǔ)上提出了具體設(shè)計(jì)方法和步驟。
　　關(guān)鍵詞　彈性聯(lián)軸器　活齒　橡膠板　結(jié)構(gòu)參數(shù)

1　活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

　　活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。楔形板2(又稱(chēng)活齒)的大端為具有漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的輪齒，并與中間環(huán)4上具有傾斜角20o的梯形槽相接觸，相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合。楔形板的小端為圓弧形，支撐在右半聯(lián)軸節(jié)6楔形槽內(nèi)。當(dāng)聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，由于橡膠板的彈性變形，以及楔形板牙齒部分與中間環(huán)梯形槽兩側(cè)面間的相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生的摩擦阻尼作用下，聯(lián)軸器起到緩沖、吸振作用。該種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、減振性能好、傳遞轉(zhuǎn)矩大，特別適用于傳遞功率和周期性振動(dòng)較大的機(jī)械傳動(dòng)，如活塞壓縮機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)等。

活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器簡(jiǎn)圖
1.左半聯(lián)軸節(jié)　2.楔形板　3.螺栓　4.中間環(huán)
5.擋板　6.右半聯(lián)軸節(jié)　7.橡膠板　8.墊圈　9.螺母

2　活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器粘接強(qiáng)度計(jì)算

　　活齒與橡膠板、橡膠板與右半聯(lián)軸節(jié)是粘接固定的，當(dāng)粘接強(qiáng)度不足時(shí)，將導(dǎo)致粘接處開(kāi)縫而失效。由于鋼制的活齒與中間環(huán)的擠壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于活齒與橡膠板的粘接強(qiáng)度,故其粘接強(qiáng)度是該種聯(lián)軸器的主要失效形式。由文獻(xiàn)提供，活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器的粘接強(qiáng)度條件為

　　　　　　　　(1)

式中：σ—最大粘接拉應(yīng)力，MP;
　　　 Tc—聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nmm,Tc=KtT0;
　　　 T0—聯(lián)軸器額定轉(zhuǎn)矩，Nmm;
　　　 Kt—載荷系數(shù)；
　　　 z—活齒個(gè)數(shù)；
　　　 a—橡膠板寬度，mm;
　　　 b—橡膠板高度，mm;
　　　 R—活齒分度圓半徑，nn;
　　　 l—楔形板回轉(zhuǎn)中心O1距活齒分度圓的徑向距離，mm;
　　　 Pt—活齒所受圓周力，N;

　　[σ粘]—許用粘接拉應(yīng)力，MPa。
將Tc=KtT0及Pt=KtT0/(zR)代入式（1），整理得

　　根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，橡膠板的尺寸a、b及相關(guān)尺寸l與活齒分度圓半徑R具有下列關(guān)系：

a=0.31R;　b=0.44R;　l=0.26R　　　　　　　(3)

將上述關(guān)系式代入式（2），整理得式

　　式(4)即為活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器滿(mǎn)足粘接強(qiáng)度時(shí)活齒分度圓半徑計(jì)算式。分度圓半徑求出后，可按下式計(jì)算加工單個(gè)活齒時(shí)，原整個(gè)毛坯齒輪的模數(shù)和齒數(shù)

mz＇/2=R　　　　　　(5)

式中：m—活齒或毛坯齒輪的模數(shù)，mm;
　　 z＇—整個(gè)毛坯齒輪的齒數(shù)。
　　 將求得的R值代入式（3），則a、b、l可求。

3　活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器減振能力計(jì)算

　　活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器具有較好的減振性能，工作時(shí)可降低工作機(jī)的載荷，提高工作機(jī)的使用壽命，而聯(lián)軸器的減振能力與其剛度C有關(guān)，由文獻(xiàn)知，當(dāng)給定動(dòng)力放大系數(shù)Kd時(shí)，聯(lián)軸器的剛度須滿(mǎn)足如下關(guān)系式：

式中：n—聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速，r/min;
　　 I1—主動(dòng)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Nms2;
　　 I2—從動(dòng)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Nms2。
　　 由文獻(xiàn)知，活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器的剛度為

式中：K—橡膠板形狀系數(shù)；
　　　 G—橡膠板材料剪切彈性模量，MPa;
　　　 h—橡膠板厚度，mm。
將式（7）代入式（6），整理得

　　式（8）即為活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器滿(mǎn)足一定減振要求時(shí)，橡膠板最小厚度的計(jì)算式。

4　活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算步驟

　　活齒橡膠板彈性聯(lián)軸器在滿(mǎn)足粘接強(qiáng)度的同時(shí)，必須滿(mǎn)足給定的減振能力要求，其主要參數(shù)的確定可按下述步驟進(jìn)行：
　　 1)由粘接強(qiáng)度條件式(4),計(jì)算活齒分度圓半徑R,并進(jìn)一步確定活齒的模數(shù)m。
　　 2)由R及式（3）確定橡膠板寬度a、高度b及相關(guān)尺寸l。
　　 3)根據(jù)給定的減振要求（Kd），及已求得的R、a、b、l等參數(shù)，由式（8）計(jì)算橡膠板的厚度h。