齿轮联轴器是靠啮合的轮齿来传递扭矩的, 它是可移式刚性联轴器的一种典型结构。
齿轮联轴器的型式很多,目前,国内常用的有两种:CL型齿轮联轴器和CLZ型齿轮联轴器。 这两种联轴器已经标准化【JB/ZQ 4218】,各有十多种型号。
CL/CLZ型齿轮联轴器的结构简图以及尺寸对照表：
齿轮联轴器结构：
CL齿轮联轴器由两个内齿圈和两个外齿轴套(又称轮毂)等主要零件组成。CLZ型齿轮联轴器的一侧与CL型的结构相同，而另一侧与CL型的不同，是一个凸缘半联轴器。两个内齿圈用螺栓联接成一刚性的整体,两个外齿轴套与轴分别用键来联接。 然后通过内齿圈和外齿轴套上的轮齿啮合来传递扭矩。外齿轴套的轴孔有圆柱形轴孔和圆锥形轴孔。
齿轮联轴器外齿轴套的齿顶加工成半径为R的球面,球面的中心在齿轮轴线上,其齿侧间隙较一般齿轮大,所以允许两轴有适当的角位移ムa和径向位移^y。如采用鼓形齿时,比采用直线可允许较大的相对角位移,并改善了齿的接触条件,这样的鼓形齿式联轴器提高了联轴器传递扭矩的能力。
齿轮联轴器在齿轮副构造上的另一个特点是内齿圈齿的长度大于外齿轴套上齿的长度。 这样,在满足齿轮联轴器轴端距的要求时,可使被联接的两根轴能各自作独立的轴向位移,同时还可保证外齿轴套上的轮齿在全长范围内与内齿圈上的轮齿啮合。这样,联轴器在传递扭矩时就不会因此而传递轴向力,而且允许联接的两轴有少量的轴位移。
润滑条件和两轴轴线的相对位移对齿轮联轴器的性能和寿命影响很大。 当两轴中心线无径向位移时,两联接轴的不同轴度所引起的每一外齿轴套轴线对内齿圈轴线的歪斜不应大于0°30,采用鼓形齿时许用角位移偏差要大一些。
各类CL型齿轮联轴器的允许径向位移y值是不同的,小型号的为0.4mm,大型号的可达6.3mm。 CLZ型联轴器用于有中间轴的两轴联接时,允许径向位移Aymax=0.00873A(A-中间轴两端联接的外齿轴套齿中心线间的距离。齿轮联轴器的允许相对位移量与联轴器的齿轮齿形及参数有关,详细规定可参看有关标准、手册。
齿轮联轴器应用：
齿轮联轴器承载能力大,在高速下工作可靠,与其他型式的联轴器相比,传递扭矩相同时,外形尺寸小。 允许两轴有较大的综合位移,易于安装。由于存在这些优点,故齿轮联轴器广泛用于重型机械、起重机械，行车，绞车,高功率的机械中。 但这种联轴器制造困难,成本比较高,不能缓冲减振,对于起动频繁,经常正、反转动,而且要求传递运动非常准确的机泵,不宜采用。
齿轮联轴器材质：
齿轮材料可用45钢或ZG45I铸钢制造。当外齿轴套齿面硬度为HRC=40,内齿圈为HRC=35时联轴器性能较好。当齿轮的分度圆速度0<5m/s时,材料硬度可以是:外齿轴套HB<260,内齿圈HB<248。
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