一、联轴器的结构特性
齿式联轴器是由齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等 零件组成。 外齿分为直齿和鼓形齿两种齿形，所谓鼓形齿即为将外 齿制成球面，球面中心在齿轮轴线上，齿侧间隙较一般齿轮大，鼓形 齿联轴器可允许较大的角位移(相对于直齿联轴器)，可改善齿的接 触条件，提高传递转矩的能力，延长使用寿命。有角位移时沿齿宽的 接触状态。 齿式联轴器在工作时，两轴产生相对角位移，内外齿的 齿面周期性作轴向相对滑动，必然形成齿面磨损和功率消耗，因此， 齿式联轴器需在有良好和密封的状态下工作。 二、联轴器的应用
齿式联轴器径向尺寸小， 承载能力大， 常用于低速重载工况条件 的轴系传动， 高精度并经动平衡的齿式联轴器可用于高速传动， 如燃 汽轮机的轴系传动。由于鼓形齿式联轴器角向补偿大于直齿式联轴 器，国内外均广泛采用鼓形齿式联轴器， 直齿式联轴器属于被淘汰的 产品，选用者应尽量不选用。
三、 双曲柄联轴器结构原理
图 1 所示是一个双曲柄联轴器的运动简图 (a) 及结构示意图 (b) 。 从运动简图可以看出这是一个双曲柄机构， 轮 1，3 分别与两轴相联， 同为双曲柄机构的两个曲柄； 轮 2 为连杆，两轴的径向位移可视作双 曲柄机构的机架长。与单万向节联轴器相似，当主动轴匀速转动时， 从动轴将作周期性的变速转动，其速度波动取决于两轴的径向位移及
各运动尺寸。当两轴严格对中时，恒有 3 1=3 3。
尺寸综合及运动分析3性能分析
在双曲柄联轴器的尺寸综合中，考虑到联轴器可能的正反转，取 两曲柄等长，即LAB=LCD=L,记两轴间距为LAD=d，连杆长为LBC=b(见图 2)。由图2的分析可得：传动比i= 3 1/ 3 3= R3D/P13A, I随速度瞬心 P13的位置变化而变化，因此要获得较为稳定的传动比，应使 能远离A, D。由双曲柄机械的结构条件可知，如
P3尽可
bMd,则曲柄不能
与连杆共线，所以Pi3只能位于AD线段的外侧。当两曲柄分别与机架 共线时，R3将位于Bi及C2两点，显然，如能避免 皿进入BG线段， 即Bi, C2分别为Pi3的右极限点和左极限点，则可获得最为稳定的传 动比。要达到该目的，由图 2可知，应使/ DBC = 90°和/ AC2B = 90°,即当b2= L2-(L-d)2时，该双曲柄机构有最稳定的传动比： i-d/L < 31/ 3 3< i+d/(L -d)，传动比最大偏差率为 △ I
ma>
= 3 1/ 3 3- 仁d/(L-d)。女口 d=0.5 mm, L=50 mm时，△ I max=1.01%,
可满足一般的传动要求。其传动比i随时间t的变化曲线见图3。如 两轴相对偏差较大(d/L >0.02)，或要求从动轴有较稳定的转速时，
可类似双万向联轴器，用两个相同的双曲柄联轴器组合使用， 见图4, 此时恒有3 1 = 3 3。
双曲柄联轴器的运动分析图
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双曲柄联轴器传动比I⑴ 变化曲线
曲线 1 d/L=0.02:i ma^l.020 4;i min=0.988 8。 曲线 2 d/L=0.01：i maFl.010 1；i min=0.990 0 。
组合双曲柄联轴器结构简图
1最小传动角
最小传动角是衡量机构传力性能的重要参数。在双曲柄机构中，
最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置。
考虑正反转情况和尺寸关系：b2=L2-(L-d)2 ; b>d,并求得最小传动角为 丫 min=cos-1(b/L)，如
图 2 所示。当 d=0.5 mm L=50 mnfl寸，有 b=7.05 mm 丫 min = 81.89
,
显然联轴器具有较大的最小传动角，传力性能较佳 ( 可以证明当 b2=L2-(L-d)2 寸，此机构有最大的最小传动角 ) 。 2 位移补偿性能
在双曲柄机构中， 当机架长度在一定尺寸范围内变化寸， 除了传 动比波动稍有改变外， 对运动的传递并无大碍。 因此双曲柄联轴器能 较好地适应两轴在安装或运转过程中的径向偏移， 尤其在联合采用两 个联轴器工作寸，可以适应两轴间较大的径向偏移。另外，如在一摆 转副处装上调心球轴承(调心球轴承宜装在转动副 C处，此处空间结 构较为有利，见图 1)，还将具有一定的角位移补偿能力，所以双曲 柄联轴器可具有较强的综合位移补偿能力， 对轴的刚性及对中性要求 较低，安装方便。
3 平衡与振动性能 双曲柄联轴器在结构上可看作是两个相连的实心圆盘，很显然， 该两实心圆盘的重心将始终落在两轴轴心 A, D处(见图1)，因此在 运转过程中，整个联轴器的重心落在 AD连线的某点上，即位于机架 上,可见偏心轮盘联轴器的平衡减振性能较好,相对来说,可用于较 高转速的场合。另外,由双曲柄机构的结构特点可知,代表两轴间距 的机架长度发生变化寸, 除了传动比稍有改变外, 对运动的传递并无 大碍,所以可采用隔离响应的方法进行隔振, 即可通过在主动轴上采 用弹性支承的办法, 使主动轴在运动过程中产生的横向振动与从动轴 隔离开来,但对扭转振动则无法有效隔离。当然,由于在单个双曲柄
联轴器中有不可避免的速度波动，也会由此产生一定的附加动载荷， 但其速度波动一般较为有限，其从动轴角加速度 ￡⑴ 变化曲线见图 5。如在中间偏心轮2上装尼龙减振套，则其吸振缓冲性能将会更好
双曲柄联轴器从动轴角加速度 ￡ (t)变化曲线
曲线 1 d/L=0.02: ￡ ma>=2.429 3 X 10-4; ￡ min=- 1.981 9 X 10— 4。
曲线 2 d/L=0.01: ￡ maF1.177 9 X 10— 4;
￡ min=-1 . 021 2 X 10 — 4。
曲线 3 d/L=0.002: ￡ maF2. 263 9 X 10— 5;
￡ min=-2 . 124 8 X 10— 5。
4传动效率
在双曲柄联轴器中，两个摆转副处的实际摆角较小，一般小于
30°,摩擦损耗较小，其传动效率可近似参照一对滑动轴承的效率计 算。如在摆转副处装上滚动轴承，则按一对滚动轴承的效率计算，一 般n =0.97?0.99，精确值可由试验测定。
双曲柄联轴器的设计
