狹小空間無活節(jié)鏈聯(lián)軸器的設(shè)計

蔣春平

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830026）

0 引言

鏈聯(lián)軸器是機(jī)械中常用的一種聯(lián)軸器，具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，對主被動軸同軸度要求不高，并且拆裝時不用移動被聯(lián)接的兩根軸，工作可靠壽命長，成本低。

玉米收獲機(jī)割臺齒輪箱之間傳動多用鏈聯(lián)軸器，可以補(bǔ)償同軸度和位置度偏差，而且耐沖擊，鏈條和鏈輪都采用國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)緊湊，市面上容易買到配件或易加工。小行距（小于等于520 mm）玉米割臺，齒輪箱間距小，常規(guī)的鏈聯(lián)軸器（安裝活節(jié)）無法安裝，鏈輪距齒輪箱殼體37 mm，空間太小不足以安裝雙排12A鏈條活節(jié)（活節(jié)寬度49.8 mm），本文設(shè)計一種無活節(jié)鏈聯(lián)軸器。不需要安裝活節(jié)，就能使鏈條與鏈輪可靠聯(lián)接不脫落，傳遞扭矩穩(wěn)定。

1 鏈聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)及工作原理

聯(lián)軸器直徑?125，長度L=130 mm（可根據(jù)需要縮短至100 mm），考慮整個聯(lián)軸器尺寸大小和加工的方便，鏈輪齒數(shù)定為Z=16，節(jié)距P=19.05。玉米割臺相鄰兩個齒輪箱之間用鏈聯(lián)軸器聯(lián)接，由圖1可知，520 mm玉米行距齒輪箱軸端鏈輪距箱體只有37.11 mm，小于雙排12A鏈條寬度49.8 mm，致使常規(guī)安裝活節(jié)的鏈聯(lián)軸器無法使用。

圖1 割臺齒輪箱聯(lián)接示意

圖2 無活節(jié)鏈聯(lián)軸器器示意

該聯(lián)軸器由鏈輪、軸用彈性擋圈、鏈條、固定銷、外套等五部分組成。鏈輪、軸用彈性擋圈、固定銷分別組成兩套“半聯(lián)軸器”，并且分別裝在兩個齒輪箱上，安裝割臺時將鏈條繞在兩個鏈輪上由外套鎖住即可。

該鏈聯(lián)軸器適用于多種狹小空間齒輪箱傳遞動力，拆裝方便，工作原理如下：

（1）安裝時先將固定銷壓入鏈輪；再將外套和軸用彈性擋圈套在鏈輪上，此時外套和軸用彈性擋圈不裝到位，套上即可，組成“半聯(lián)軸器”并裝在齒輪箱花鍵軸上；

（2）將齒輪箱安裝到割臺機(jī)架合適位置，調(diào)好相鄰兩組齒輪箱距離，使兩個鏈輪距離滿足雙排鏈條安裝尺寸要求；

（3）將雙排鏈條繞在兩個鏈輪上，滑動兩個外套使其包住鏈條，用卡簧鉗將軸用彈性擋圈裝入鏈輪的卡簧槽，完成安裝。

拆解鏈聯(lián)軸器是安裝的逆過程，該聯(lián)軸器拆裝鏈條，斷開兩邊動力傳動，拆裝齒輪箱不需要軸向移動，垂直起降即可。避免幾組齒輪箱固結(jié)在一起形成一個大齒輪箱，大齒輪箱重量可達(dá)150多kg，沒有吊裝設(shè)備整體拆裝齒輪箱非常麻煩，改進(jìn)后的小齒輪箱僅重70多kg，兩個人就能完成拆裝，極大的方便了廠家制造和用戶使用維護(hù)。

2 計算選型

由于鏈聯(lián)軸器屬于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器，只需計算轉(zhuǎn)速扭矩進(jìn)行選用即可，不需要進(jìn)行專門校核計算。轉(zhuǎn)矩計算：Tca=Ka×T

式中P——聯(lián)軸器傳遞功率，2.5 kW；n——聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速，610 r/min。Ka——工況系數(shù)，選 1.7。

Tca=39×1.7=66.3（N·m）

查手冊可以選用GL7型滾子鏈聯(lián)軸器，用12A型鏈條，公稱轉(zhuǎn)矩Tn=630 N·m，許用轉(zhuǎn)速n=630 r/min，GL7型滾子鏈聯(lián)軸器可滿足串聯(lián)三組以上齒輪箱。

3 設(shè)計要點(diǎn)

該聯(lián)軸器的設(shè)計要點(diǎn)是不裝活節(jié)，而又使鏈條和鏈輪可靠聯(lián)接，鏈條和鏈輪的嚙合滿足需要；同時外套和鏈輪要同步轉(zhuǎn)動，不能有相對運(yùn)動，否則外套和鏈條相對轉(zhuǎn)動會使其摩擦損壞，破壞聯(lián)軸器。

（1）為保證結(jié)構(gòu)緊湊，鏈條安裝便捷以及外套安裝，鏈輪齒頂圓直徑根據(jù)機(jī)械手冊按最小直徑damin設(shè)計；

（2）為補(bǔ)償兩個鏈輪軸的同軸度偏差和齒輪箱位置度偏差，鏈輪齒厚根據(jù)機(jī)械手冊按最小值設(shè)計；

（3）鏈輪材料，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊選用45號鋼，齒面淬火45-50 HRC；

（4）為保證外套和鏈輪同步轉(zhuǎn)動，在外套內(nèi)孔開槽，裝配后固定銷卡在外套槽中，鏈輪轉(zhuǎn)動時，固定銷帶動外套一起轉(zhuǎn)動，避免外套和鏈條相對運(yùn)動，造成摩擦；

（5）外套內(nèi)徑略大于鏈條包絡(luò)外圓直徑D，使鏈條和鏈輪輪齒可靠嚙合。

4 使用情況

2017年10月，該鏈聯(lián)軸器用在牧神TG6520六行玉米割臺上收割玉米，約收割200 hm2玉米，工作可靠，傳動穩(wěn)定，未發(fā)生鏈條脫開傳動不穩(wěn)等情況，割臺收割情況良好，滿足使用要求，達(dá)到設(shè)計預(yù)期。唯一不足之處就是，收割結(jié)束后，拆下聯(lián)軸器解體發(fā)現(xiàn)鏈輪輪齒有磨損白印，比常規(guī)加活節(jié)的鏈聯(lián)軸器磨損稍大，經(jīng)分析由以下原因造成：

（1）外套內(nèi)徑稍微偏大，使鏈條滾子和鏈輪輪齒配合不夠緊密，輪齒嚙合受力不均衡；

（2）鏈輪輪齒熱處理未達(dá)到設(shè)計要求，經(jīng)檢測硬度，輪齒部分只達(dá)到38-41 HRC，未達(dá)到設(shè)計值45-50 HRC。

（3）兩齒輪箱花鍵軸同軸度偏差導(dǎo)致鏈輪輪齒受力不均。

根據(jù)以上情況，進(jìn)行設(shè)計修正，外套內(nèi)徑原為（D+2）mm，改為（D+1）mm（D-12A 鏈條在16齒鏈輪外包絡(luò)外圓直徑），使鏈條和鏈輪配合緊密，避免輪齒受力不均；輪齒硬度45-50 HRC符合設(shè)計預(yù)期，但制造熱處理環(huán)節(jié)需嚴(yán)格控制；齒輪箱軸同軸度偏差是由于割臺骨架為焊接結(jié)構(gòu)，齒輪箱安裝基座為矩形管，不需要機(jī)加工，鏈聯(lián)軸器用在此處也是為了滿足焊接結(jié)構(gòu)造成的同軸度偏差，此情況滿足設(shè)計要求。