齿式联轴器计算校核

通常齿轮传动设备的失效主要和原始设计、热处理工艺、安装精度、润滑条件等相关，失效的主要形式包括齿面耗损、胶合、变形、压痕、齿面疲劳、裂纹和轮齿折断等。齿轮联轴器的承载能力既与材料和热处理有关，也与两轴相对位移的方向和位移量大小有关，而且还与啮合齿面间的滑动速度和润滑状态有关，因此要计算齿式联轴器中轮齿的强度比较困难。本文根据常用的齿式联轴器计算公式，对已经损坏的联轴器进行接触应力校核估算，原图参数为：材料选用42CrMo 并退火处理；正常力矩为T0=143.3kN·m，破坏力矩T=501.5kN·m；齿面宽度b0=80mm；分度圆直径d=590mm；齿数为N=74；工作转速1200r/min；工作压力角α=20°；根据实际安装配合，齿面宽度计算时选用b=75mm，假定设计允许的安装误差角度为ω=1°，该材料的许用接触应力［σh］=350MPa

σh＝12750× T·sinω姨k2·d2·b ≤［σh］ （1）式中：ω 为偏移角，rad；k 2 为综合系数k2=0.5～0.75，选择k2=0.7；T 为允许转矩，kN·m；d 为分度圆直径，mm；b为齿面宽度，mm。将参数代入式（1），得出需要的接触应力σh=278.1MPa，据此得出工况下裕量δ1=［σh］/σh＝1.26

（2）根据赫兹公式计算压应力和滑动速度：Sc=4580×姨T/υ·N·d·D·c h ≤［σh］ （2）式中，υ 为接触的齿，υ＝300/N，%；N 为齿数；Dc 为接触表面曲率直径，Dc≈d，mm；h 为齿受力高度，h＝1.6/d，mm。将参数代入式（2），得出需要的接触应力σh=192MPa，据此得出工况下裕量为δ2=［σh］/σh=1.82。根据上述两种方法的计算可知，工况下的系数都达到1.25 以上，考虑到350%的剪切螺栓裕量，联轴器齿轮的系数达到4.3 以上，是满足要求的。