轮胎式联轴器改进结构的设计与研究
轮胎式联轴器改进结构的设计与研究
由于轮胎联轴器径向尺寸大，产生的附加轴向载荷使其负载加大，从而降低联轴器的使用寿命，针对这个问题，利用TRIZ理论对其分析，将轮胎式联轴器的轮胎环与梯形同步传动带嵌套组成新结构，使问题解决。通过ANSYS有限元分析，验证其嵌套结构的可用性，扩大了轮胎式联轴器的应用范围。
轮胎联轴器的轮胎环是的主要部件，是由橡胶或橡胶复合材料制成轮胎状的弹性元件，具有良好的消振能力，在其传递运动和转矩过程中起重要作用，轮胎环内侧与钢质骨架黏接成一体，骨架上的螺栓孔处焊有螺母，装配时用螺栓与两半联轴器的凸缘连接螺栓来传递转矩，结构简单，装拆和维护都方便。缺点是径向尺寸较大，当转矩较大时，会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷，高速运转时，轮胎环外缘由于离心力的作用而向外扩张，将进一步变大附加轴向力，使联轴器和轴承负载加大而降低寿命，影响机器的正常工作。为解决这一问题，运用TRIZ理论，结合现代设计方法，对轮胎式联轴器的结构、功能及应用场合进行分析，针对其径向尺寸问题进行研究，寻找解决问题的思路和方法。
1利用TRIZ分析轮胎式联轴器径向尺寸问题发明问题解决理论(TRIZ)经过半个多世纪的发展，已经总结出各种技术发展进化遵循的规律模式以及解决各种矛盾的创新原理和法则，建立了一个实现创新综合理论体系。应用TRIZ理论，可以有 效利用各种资源来解决矛盾。本文中我们利用TRIZ理论来分析轮胎式联轴器径向尺寸大的问题，把实际问题转化为技术矛盾问题，运用矛盾矩阵表，使用标准的发明原理，结合实际问题的具体情况，使问题解决。轮胎式联轴器的改进设计主要涉及其结构参数问题，在保留原有结构优点的基础上，改 善其径向尺寸大的缺点，由于轮胎环为圆环状结构，与轮胎结构相似，这种结构导致了轮胎式联轴器的径向尺寸大，现在保持原有轴向尺寸不变的情况下，减小径向尺寸，即减小结构体积，根据TRIZ理论的矛盾矩阵表，欲改 善运动物体的体积，随之恶化的是系统的强度J，即欲减小轮胎式联轴器的径向尺寸，则联轴器强度随之降低经对轮胎式联轴器的结构和功能分析，结合各发明原理的可用性，发现其中对此问题有明显帮助作用的是发明原理。嵌套原理：把一个物体嵌入另外一个物体，在需要时，可以减少系统的体积和便于携带，也可以减少系统的质量，不妨碍正常作业。轮胎环在轮胎式联轴器的连接和传递运动过程中起着重要作用，现从轮胎式联轴器径向尺寸方面进行研究改进，从轮胎环的结构和功能方面来考虑，由于轮胎环是弹性元件，所以轮胎式联轴器具有消振、绝缘、补偿位移等优点，改进的结构欲保留原有结构的优点，也应为弹性元件。其次，轮胎式联轴器结构简单，应用广泛，改进结构也应满足其应用场合的需求，加工制造简单，易于推广。根据TRIZ理论，利用发明原理中的7嵌套原理，对联轴器的轮胎环结构进行改进设计，寻找一种新的结构，减小弹性元件的径向尺寸，同时又可以轮胎式联轴器正常工作。
2解决方案轮胎式联轴器新的结构在同样使用弹性元件的基础上，需要减小轮胎环的径向尺寸，同时为了满足传递运动和转矩的要求，径向尺寸减小后的轮胎环为实体，现在对其进行嵌套结构设计。根据TRIZ理论的指导寻找符合要求的嵌套结构，从功能和结构方面来考虑，现找出梯形同步传动带结构，对实体的轮胎环进行嵌套结构设计。
