联轴器法兰端面齿的几何尺寸设计

以标准小1 100规格的端面齿为例，采用有限元分析进行公式验证。根据端面齿的圆周对称性，取法兰1 /20为有限元建模，以法兰底面为全约束(文中主要考察端面齿的应力情况)，标准小1 100规格联轴器传递转矩为6700 kN·m，平均直径为小1010 mm，根据式(7)计算单齿圆周方向力为126 355 N，考虑到可能存在的端面齿承载不均，在计算过程中己经将此力做了放大处理，即180个齿中只考虑105(即齿承载。在模型中6个完整的端面齿齿侧圆周方向各施加126 355 N均布载荷，有螺孔位置的3个齿侧面各施加60 000 N均布载荷，这样施加载荷计算出的结果应该比实际情况偏于，如果等效应力值小于许用应力，则设计出的端面齿应该满足强度要求。在Pro / E软件中建模并进行边界条件处理，生成有限元分析

    标准拟100规格联轴器传递转矩为6 700 kNm时，端面齿等效应力为364. 04MPa，位于有螺栓孔处靠近孔的端面齿的根部，小于材质为ZG35 CrMo的许用弯曲应力393 MPa，系数1.5。有限元计算结果稍小于文中提出的公式计算出的应力380.83 MPa(表3)，用文中的强度校核公式进行设计校核是可行的。

  根据提出的联轴器法兰端面齿几何尺寸设计公式及表i的齿顶高缩减参数可以设计小，200 mm范围内任意规格的联轴器法兰端面齿，设计出的齿形符合JB /T 3242-1993 }3}。该方法中的公式同样适用于小规格联轴器法兰端面齿设计，只是齿顶高缩减参数要根据JB /T 3242-1993中相邻规格另用插值法确定。

    (2)提出的强度计算及校核公式可以用于联轴器法兰的端面齿齿面挤压强度和齿根弯曲强度的校核、联轴螺栓的强度校核，为带有端面齿的联轴器法兰设计提供了设计依据。