 轮胎联轴器
轮胎联轴器改进结构的设计与研究
轮胎联轴器的轮胎环是轮胎联轴器的主要部件，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，装拆和维护都十分方便。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，将进一步增大附加轴向力，使联轴器和轴承负载加大而降低寿命150－155，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。
一、利用TRIZ分析轮胎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开发综合理论体系。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，使问题得到解决。
轮胎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，即欲减小轮胎联轴器的径向尺寸，则联轴器强度随之降低。矛盾矩阵(部分)，找到技术矛盾参数7运动物体的体积和参数14强度，得到4个发明原理：9预先反作用原理、14曲面化原理、15动态特性原理、7嵌套原理。经对轮胎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7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。轮胎环在轮胎联轴器的连接和传递运动过程中起着重要作用，现从轮胎联轴器径向尺寸方面进行研究改进，首先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，同时又可以保证轮胎联轴器正常工作。
二、解决方案
轮胎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。
1.梯形同步传动带
梯形同步传动带是一根内周表面设有等距横向梯形齿的环行带。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。因此传动平稳，具有缓冲、减振能力，结构紧凑。
2.嵌套结构
应用TRIZ理论的嵌套原理，把梯形同步传动带与轮胎联轴器轮胎环进行嵌套。嵌套后的结构，装配要求参考《机械设备(联轴器装配)安装通用部分技术标准》，轴套内圈一端分布有内花键，与中间轴两端的外花键相啮合，一端开有键槽，与传动轴采用过盈配合联接，中间轴选用由橡胶、帘线橡胶、箍圈和钢制骨架等多种材料复合而成的弹性材料加工制造，骨架上的螺栓孔处焊有螺母，装配时用螺栓与两轴套的凸缘连接，轴两端分别布有外花键，与两端轴套配合联接形式见图3，这样配合的联接有一定的紧度，装卸都相对容易。这种嵌套结构的联轴器，同时具备轮胎联轴器与齿式联轴器的优点，具有很高的弹性，并有良好的阻尼，这样就可以适应轴线间的较大偏角，它可以补偿两联接轴因轴线不重合引起的角误差，轴向和径向安装误差，允许两轴有一定的位移，有效解决了轮胎联轴器径向尺寸大的问题。在减小径向尺寸的同时，还要保证其传递性能，这就需要对其传递性能进行分析。
泊头市天隆联轴器厂（http://www.bttllzq.com/）的主打产品为弹性套柱销联轴器，弹性柱销联轴器，十字滑块联轴器，梅花联轴器，膜片联轴器，鼓型齿式联轴器，滚子链联轴器等产品，联轴器轴套和中间件之间的滑动能容许大径向和角向偏差，中间件的特殊凸点设计产生支撑的作用，容许较大的角度偏差，不产生弯曲力矩，侃轴心负荷降至最低。
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