[发明专利]鼓形齿联轴器及其外齿

说明书

技术领域

本发明涉及一种鼓形齿外齿，具体为一种用于鼓形齿联轴器的鼓形外齿及包括该外齿的联轴器。

背景技术

传统的鼓形齿联轴器内外齿均为渐开线齿，外齿齿面为近似同一半径的鼓形曲面。外齿可位于鼓形齿联轴器的输入端或输出端。由于联轴器在传递转矩运行中绝大多数情况是内外齿套有一定的轴线折角，并以一定的转速旋转，因而，在设计中内外齿需要有角向补偿量。在这种有轴线折角情况下，一个外齿在内齿槽中绕联轴器轴线旋转一周(即360°)，其分度圆截面的齿形(以下称为齿形)在此过程中的摆动及转动情况如图1所示。

由图1中齿形1的状态可知，在0°、180°和360°位置，外齿只沿轴线方向摆动，但不转动；在90°和270°位置，外齿只转动，但不沿轴线方向摆动；其余位置外齿既摆动又沿轴线方向转动。最终产生联轴器一周内共轭齿对承载不均，导致了在内外齿有轴线折角时许多齿对不承载，而个别齿对接触应力大大增高。此种不均匀性极大地降低了联轴器的承载能力。

传统鼓形齿齿形如图2所示，鼓形齿的齿形1大致为一长方形，其两长边为相同的弧形，该弧形的半径为ρ，该弧形圆心位于齿形1的轴线OO′上。当外齿位于图1中0°、180°或360°位置时，内齿槽2的轴线MM′与齿形1的轴线NN′位于同一直线上。两弧形的中点均位于轴线OO′上，此时，两中点间的距离为h，h小于内齿槽2宽度。

图3为外齿在图1中270°位置时齿形的状态图，当内外齿齿侧隙最小时，齿形1与内齿槽2啮合的切点A、B顶在齿形圆弧上。此时，轴线MM′与轴线NN′的夹角为α°，即在内齿槽2中外齿可沿其中心旋转α°，内齿槽2中外齿的齿形最小宽度为h1，h1为切点A与切点B沿内齿槽2垂直方向的距离。相比较可知h1＞h，因此，内齿槽2的宽度必须留出齿侧间隙(≥h1-h)以供齿形转动。弧形边的圆弧半径ρ越大，需要预留的齿侧间隙也越大；同时，实际需要齿形转角越大，所需的齿侧间隙也越大。

然而，鼓形齿联轴器齿侧间隙大，在设备正反转和启动时联轴器内外齿会产生冲击，加大齿面负荷，有时会使齿面材料屈服变形，加快齿面挤压变形和磨损。同时，鼓形齿联轴器齿侧间隙大，会使内齿或外齿齿厚变薄，缩短使用寿命；此外，还会减少一周齿的内外接触齿对，大大增加个别共轭内外齿对的接触应力，极大地削弱了联轴器的承载能力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种鼓形齿联轴器外齿，其齿形的分度圆截面形状包括两长边和两短边，每条长边的两端分别与所述两短边相连接，所述两长边均由相连的两段圆弧组成，所述两段圆弧的连接点位于所述齿形的一轴线上，所述圆弧自所述连接点向所述短边渐缩形成，所述每段圆弧及其圆心分别位于所述轴线的两侧。

根据本发明的一实施方式，所述圆弧的半径根据联轴器轴线折角和渐开线齿模数确定。

根据本发明的另一实施方式，所述两段圆弧关于所述轴线对称。

根据本发明的另一实施方式，所述两短边相互平行，长度相等。

根据本发明的另一实施方式，所述轴线与所述两短边相互平行。

根据本发明的另一实施方式，所述外齿可沿内齿槽的轴线向一侧偏转0.5～3°。

本发明进一步提供了一种鼓形齿联轴器，包含上述任一项所述的鼓形齿联轴器外齿。

本发明的鼓形齿联轴器外齿通过改变外齿齿形，大大减小齿侧间隙，增大了圆弧半径和齿厚，较传统齿形极大地增加了接触齿对，提高了齿面承载能力，提高了使用寿命，减小了正反转和启动时内外齿产生的冲击。

附图说明

图1为传统鼓形齿联轴器的一个外齿旋转一周摆动和转动过程中齿形状态的展开图；

图2为图1中传统鼓形齿外齿在0°、180°或360°位置时齿形的状态示意图；

图3为图1中传统鼓形齿外齿在270°位置时齿形的状态示意图；

图4为本发明实施例的鼓形齿外齿在0°、180°或360°位置时齿形的状态示意图；

图5为本发明实施例的鼓形齿外齿在270°位置时齿形的状态示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。