鼓形齒聯(lián)軸器結構設計優(yōu)化及軟件實現(xiàn).pdf

1、鼓形齒聯(lián)軸器是機械傳動的重要基礎部件，廣泛運用于高速列車、地鐵和城市軌道交通車輛的動力轉向架中，起到連接牽引電機和齒輪箱及傳遞牽引力矩的作用。鼓形齒聯(lián)軸器的可靠運行直接影響列車的運行安全。鼓形齒聯(lián)軸器在較小的結構空間內，實現(xiàn)輸入和輸出軸各向復合運動位移的補償且傳遞扭矩較大，對鼓形齒結構設計帶來難度，尤其是外齒鼓度曲線參數(shù)優(yōu)化更具有挑戰(zhàn)。沿齒向中間厚兩端薄的外齒結構允許內外齒之間具有一定的傾角，有利于改善內外輪齒副的接觸狀態(tài)。但是齒面鼓度

2、越大，內外齒接觸應力越大，影響到外齒的承載能力;另外外齒鼓度曲線型式及參數(shù)影響到聯(lián)軸器最大允許傾角、有效接觸齒對數(shù)和接觸點位置等嚙合狀態(tài)。針對鼓形齒聯(lián)軸器，采用基于數(shù)學建模的幾何分析方法，能快速分析到內外齒的嚙合狀態(tài)、校核結構干涉，以及針對多種目標實現(xiàn)對鼓形齒結構參數(shù)尤其鼓度曲線的優(yōu)化顯得非常有意義。
　　目前，國內所用齒輪聯(lián)軸器幾乎以圓弧式鼓形齒為主，少數(shù)特殊功能齒輪聯(lián)軸器為非圓弧式鼓形齒，國內對鼓形齒鼓度曲線研究也甚少。為研究

3、鼓度曲線對鼓形齒聯(lián)軸器嚙合情況的影響，本文采用幾何分析方法，分別以圓弧、橢圓、雙曲線及三段圓弧曲線為鼓度曲線建立鼓形齒數(shù)學模型。首先對鼓形齒進行了嚙合計算分析，研究鼓度曲線參數(shù)對內外齒嚙合狀態(tài)規(guī)律的影響;然后對比分析不同鼓度曲線下對應內外齒嚙合狀態(tài)的差異;最后對非圓弧鼓度曲線鼓形齒進行鼓度曲線參數(shù)優(yōu)化設計，得出具有良好嚙合狀態(tài)的鼓形齒。通過鼓形齒鼓度曲線影響內外齒嚙合狀態(tài)規(guī)律的分析，可得出以下結論:
　　(1)在小軸間傾角下（0.

4、5°以下），各鼓度曲線鼓形齒嚙合狀態(tài)基本相同。隨鼓度曲線頂點曲率半徑增大，可允許最大軸間傾角減小、純翻區(qū)接觸點軸向位移量增大;三段圓弧曲線因為其側段圓弧半徑設置小于其余曲線，在各鼓度曲線頂點曲率半徑均相同且接觸點在三段圓弧側段弧時，三段圓弧最小齒面間隙、最小間隙處軸向位置分布波動最小，且允許軸間傾角最大、純翻區(qū)接觸點軸向位移量最小。
　　(2)研究表明，鼓形齒鼓度曲線頂點曲率半徑取值越小，可允許偏角越大且接觸點軸向位移量越小，但曲