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船用鼓形齿联轴器机械加工工艺研究

发布者:鑫程机械  发布日期:2020-07-01

船用鼓形齿联轴器机械加工工艺研究

普通制造工艺不能加工出表面粗糙度、间隙倾角都符合应用要求的船用鼓形齿联轴器机械。为解决上述问题,对普通大型船用鼓形齿联轴器机械加工工艺进行改进设计。通过齿面间隙分布情况研究、轴间倾角确定2个步骤,完成船用鼓形齿联轴器机械结构特点分析。在此基础上,通过切削参数确定、机械齿联轴加工曲面确定、粗糙机械磨平流程完善3个步骤,完成改进后加工工艺的顺利应用。设计对比实验结果表明,应用改进后普通大型船用鼓形齿联轴器机械加工工艺,能同时降低机械表面粗糙度与机械间隙倾角。

鼓形齿联轴器是一种具有轴向偏差补偿能力刚挠性联轴器,具有回转半径小、联动传输等应用优势。这种常见的船用机械装置具备多种齿套配对形式,在大半径齿套的影响下,小半径齿套的传输速度大幅提升,且这种齿套配对的传动形式,使机械自身的受力承载上限得以大幅提升,这也是现代船舶
鼓形齿联轴器具备应用价值的主要原因。现有技术手段通过确定机械自身倾斜角度的方式,达到提升联轴器啮合程度的目的,并在此基础上,利用棱边接触理论降低机械缘曲率,完成大型船用鼓形齿联轴器设计。但这种加工工艺不具备特定打磨环节,且不能根据齿面曲率干涉理论对联轴器间隙倾角进行深入检测。为解决上述问题,通过确定切削参数、分析齿面小间隙分布情况的方式,对新型大型船用鼓形齿联轴器机械加工工艺进行研究,并通过设计对比实验的方式,验证这种新型加工工艺的实际应用价值。
1 船用鼓形齿联轴器机械结构特点分析
船用鼓形齿联轴器结构特点分析是新型机械加工工艺的应用基础,在齿面小间隙分布情况、大轴间倾角的支持下,其具体分析过程可按如下步骤进行。
1.1 齿面小间隙分布情况研究
在无轴间倾角出现的前提下,船用鼓形齿联轴器的啮合程度相对较高,且机械内部的载荷分布情况相对比较均匀。在此情况下,船用鼓形齿联轴器齿面间隙的边缘较易发生棱边接触现象,且此时机械自身传动特性能够保留。当机械自身的啮合程度较大时,联轴器内齿会从原有位置偏移至齿端中心,外齿会从原有位置偏移至外齿面边缘,此时,由内外齿偏移产生的齿面夹角即为齿面小间隙。随着机械自身啮合程度的不断变化,齿面小间隙也始终在 0° ~ 180°之间来回浮动。大轴间倾角确定τ ε随着船用鼓形齿联轴器齿面小间隙的不断改变,大轴间倾角会在 4 种鼓度曲线的影响下,呈现圆弧式变化形态。4 种鼓度曲线分别为由虚鼓度曲线 t、半实轴鼓度曲线 k、中段弧鼓度曲线 、侧段弧鼓度曲线 ,每种鼓度曲线的变化趋势只受到相应决定参数的影响,且曲线与曲线之间不产生交叉干涉影响。从机械应用稳定性方面考虑,大轴间倾角会对鼓形齿联轴器的加工程度产生直接影响,当 4 种鼓度曲线均呈现递增状态时,大轴间倾角也会随之增加,船用鼓形齿联轴器的加工程度会在此影响下适当下降,进而导致机械自身的应用稳定性出现下滑趋势[2]。为避免上述情况的发生,可通过对 4 种鼓度曲线进行联合运算的方式,确定船用鼓形齿联轴器的大轴间倾角,并通过不断降低倾角数值的方式,达到提升机械加工的目的。

2 基于结构特点的加工工艺研究

在船用鼓形齿联轴器结构特点分析的基础上,通过切削参数确定、磨平流程完善的步骤,完成新型机械加工工艺研究。

2.1 切削参数确定

在船用鼓形齿联轴器小间隙、大轴间倾角已知的前提下,机械自身的结构分布已被初步确定。联轴器切削参数是一项与机械自身属性产生直接关系的硬性指标,在其他外部条件保持不变的情况下,参数只受加工材料类别影响。大轴间倾角是一种由多项联合指标共同决定的机械属性,且倾角变化幅度与小间隙的分布情况产生直接联系。为在大型船用鼓形齿联轴器机械应用稳定的同时,适当控制设备内部的间隙倾角

机械齿联轴加工曲面确定
船用鼓形齿联轴器机械的加工曲面具备粗糙包容、切削处理等多重属性。在机械切削参数已知的情况下,内齿啮合程度、外齿啮合程度、齿面夹角等多项数值都保持相同的变化幅度,且在此区间内齿端中心与外齿面边缘的距离始终保持不变,根据船用鼓形齿联轴自身的结构属性变化情况可知,加工曲面具备的基础倾斜角度,但在强烈航行压力的冲击下,机械自身的倾斜角度会随着航行时间的增加而逐渐缩小,直至为 0,这也是基础倾斜角度可以忽略不计的主要原因。


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