一種高精度鼓形齒設(shè)計(jì)

1、一種高精度鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)方法本文主要針對(duì)提高產(chǎn)品的技術(shù)含量方面來提高產(chǎn)品質(zhì)量。通過提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，從而提高產(chǎn)品性能，最終達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。一、 現(xiàn)狀分析鼓形齒的精度狀況不容樂觀，高精度鼓形齒聯(lián)軸器勢在必行。1. 在2011年出廠的1310301印度JSL項(xiàng)目和1310503法國3.4m兩個(gè)項(xiàng)目，由于是外貿(mào)項(xiàng)目，需要檢測到齒部精度。檢測結(jié)果，全線鼓形齒聯(lián)軸器、接軸幾乎全部未達(dá)到圖紙要求的8級(jí)精度。2. 目前鼓形齒的中性齒和硬齒面，設(shè)計(jì)要求精度為8級(jí)，等級(jí)略低。受精度等級(jí)低等因素的影響，也僅僅只能應(yīng)用在冶金等粗獷型領(lǐng)域。二、 設(shè)計(jì)方法高精度鼓形齒聯(lián)軸器技術(shù)特性：齒面硬度為硬齒面HRc

2、 5862，精度等級(jí)為6級(jí)，精加工要求為磨齒，內(nèi)外齒均需磨削加工。對(duì)比目前常規(guī)的鼓形齒：齒硬齒面HB269321，精度等級(jí)為8級(jí)，精加工要求為銑齒，相配內(nèi)齒為插齒。下面為具體的設(shè)計(jì)方法。用到的例子為2213222石橋2.5MW風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器，圖紙入庫時(shí)間2013年3月，目前已出產(chǎn)。1. 應(yīng)力計(jì)算下表為應(yīng)力計(jì)算書高精度鼓形齒聯(lián)軸器設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算1. 工況參數(shù)最大扭矩Tmax3352KNm疲勞扭矩Tm2290KNm偏轉(zhuǎn)角0.5°影響系數(shù)k0.75442. 齒部參數(shù)壓力角20°模數(shù)m20mm齒數(shù)z64分度圓直徑d1280mm齒寬b80mm寬徑比(參考)b/d0.06253. 齒部應(yīng)力計(jì)

3、算結(jié)果接觸應(yīng)力Hmax272.23Mpa彎曲應(yīng)力 umax778.2Mpa要點(diǎn)說明：對(duì)齒部應(yīng)力起決定性影響的參數(shù)為齒根彎曲應(yīng)力Fmax。而傳統(tǒng)的鼓形齒的應(yīng)力判別方法為齒面接觸應(yīng)力（見下表）。這是強(qiáng)度設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。下表為傳統(tǒng)鼓形齒的應(yīng)力計(jì)算書，參考項(xiàng)目法國3400。傳統(tǒng)鼓形齒設(shè)計(jì)對(duì)比：“法國3400”1. 工況參數(shù)最大扭矩Tmax20KNm偏轉(zhuǎn)角1°影響系數(shù)k0.60542. 齒部參數(shù)壓力角20°模數(shù)m4mm齒數(shù)z57分度圓直徑d228mm齒寬b40mm寬徑比(參考)b/d0.17543. 齒部應(yīng)力接觸應(yīng)力 H312.24Mpa彎曲應(yīng)力（參考）F78.554Mpa2. 幾何計(jì)算

4、1) 齒部的幾何計(jì)算書幾何計(jì)算設(shè)計(jì)輸入1偏轉(zhuǎn)角0.5°2最大扭矩Tmax3352KNm3齒向修形量0.4mm設(shè)計(jì)執(zhí)行1齒寬b80mm2模數(shù)m203齒數(shù)z644齒側(cè)面曲率半徑2291.948mm5側(cè)隙 Sf0.141828mmSfc0.25mmSfk0.391828mm6側(cè)隙分配原則內(nèi)外齒平均分配受磨齒工藝影響，齒向修形最大量推薦不超過0.4mm。修形量見下圖。下圖為沿齒向在分度圓處的單齒截面。2) 刀具的幾何計(jì)算書常規(guī)的鼓形齒設(shè)計(jì)沒有刀具設(shè)計(jì)，而高精度鼓形齒必須使用專用刀具進(jìn)行加工。具體原因如下專用刀具設(shè)計(jì)原因： 由上圖知，端面齒部的齒厚比中心齒部減薄了0.4mm×2=0.8mm。磨齒不磨削齒根，因此在端面齒部的齒根和齒面交接處留下了0.4mm的凸臺(tái)（詳見“民Ncr62060313060104”）。根據(jù)有限元分析結(jié)果可以看出，凸臺(tái)處為應(yīng)力集中區(qū)。解決凸臺(tái)，就必須進(jìn)行刀具設(shè)計(jì)。此處刀具是指半精加工用的刀具。 齒根有凸臺(tái)的應(yīng)力分析消除齒根凸臺(tái)之后的應(yīng)力分析專用刀具的設(shè)計(jì)：要點(diǎn)說明：刀具的設(shè)計(jì)方法采用圖解法，見下圖。參考項(xiàng)目： S50ME-C曲軸齒輪C2311462.000.00。3.