大型船用鼓形齿联轴器设计问题

针对传统的位移圆半径设计公式无法应用于具有大尺寸、重负载、变倾角等特点的大型船用鼓形齿联轴器的问题，采用有限元分析和响应面设计的方法，建立了优位移圆半径和结构参数、工况参数之间的关系式。基于啮合原理及坐标变换，建立了鼓形齿联轴器的有限元网格模型以及装配模型。其次，考虑0°和倾角两种边界工作条件，结合某船用鼓形齿联轴器轮齿的接触应力、弯曲应力及接触印痕的位置，确定了 优位移圆半径的设计准则。然后，基于拉丁超立方采样方法和响应面方法，拟合出了 优位移圆半径和扭矩、齿数、模数、齿宽及 大倾角之间的关系式。通过有限元计算出一组大倾角和一组小倾角算例下的位移圆半径，与响应面结果进行了对比。研究结果表明：印痕距离为0.2倍齿宽时的位移圆半径为  值；大型船用鼓形齿联轴器的 位移圆半径主要受  倾角，其次是结构尺寸，而后是负载扭矩的影响；该响应面模型是的，可以用于大型船用鼓形齿联轴器位移圆半径的设计