輪胎聯軸器
輪胎聯軸器改進結構的設計與研究
　　輪胎聯軸器的輪胎環是輪胎聯軸器的主要部件，是由橡膠或橡膠復合材料制成輪胎狀的彈性元件，具有良好的消振能力，在其傳遞運動和轉矩過程中起重要作用，輪胎環內側與鋼質骨架黏接成一體，骨架上的螺栓孔處焊有螺母，裝配時用螺栓與兩半聯軸器的凸緣連接螺栓來傳遞轉矩，結構簡單，裝拆和維護都十分方便。缺點是徑向尺寸較大，當轉矩較大時，會因過大扭轉變形而產生附加軸向載荷，高速運轉時，輪胎環外緣由于離心力的作用而向外擴張，將進一步增大附加軸向力，使聯軸器和軸承負載加大而降低壽命150－155，影響機器的正常工作。為解決這一問題，運用TＲIZ理論，結合現代設計方法，對輪胎聯軸器的結構、功能及應用場合進行分析，針對其徑向尺寸問題進行研究，尋找解決問題的思路和方法。
　　一、利用TRIZ分析輪胎聯軸器徑向尺寸問題發明問題解決理論(TＲIZ)經過半個多世紀的發展，已經總結出各種技術發展進化遵循的規律模式以及解決各種矛盾的創新原理和法則，建立了一個實現創新開發綜合理論體系。應用TＲIZ理論，可以有效利用各種資源來解決矛盾。本文中我們利用TＲIZ理論來分析輪胎聯軸器徑向尺寸大的問題，把實際問題轉化為技術矛盾問題，運用矛盾矩陣表，使用標準的發明原理，結合實際問題的具體情況，使問題得到解決。
　　輪胎聯軸器的改進設計主要涉及其結構參數問題，在保留原有結構優點的基礎上，改善其徑向尺寸大的缺點，由于輪胎環為圓環狀結構，與輪胎結構相似，這種結構導致了輪胎聯軸器的徑向尺寸大，現在保持原有軸向尺寸不變的情況下，減小徑向尺寸，即減小結構體積，根據TＲIZ理論的矛盾矩陣表，欲改善運動物體的體積，隨之惡化的是系統的強度，即欲減小輪胎聯軸器的徑向尺寸，則聯軸器強度隨之降低。矛盾矩陣(部分)，找到技術矛盾參數7運動物體的體積和參數14強度，得到4個發明原理：9預先反作用原理、14曲面化原理、15動態特性原理、7嵌套原理。經對輪胎聯軸器的結構和功能分析，結合各發明原理的可用性，發現其中對此問題有明顯幫助作用的是發明原理7嵌套原理：把一個物體嵌入另外一個物體，在需要時，可以減少系統的體積和便于攜帶，也可以減少系統的質量，不妨礙正常作業。輪胎環在輪胎聯軸器的連接和傳遞運動過程中起著重要作用，現從輪胎聯軸器徑向尺寸方面進行研究改進，首先從輪胎環的結構和功能方面來考慮，由于輪胎環是彈性元件，所以輪胎聯軸器具有消振、絕緣、補償位移等優點，改進的結構欲保留原有結構的優點，也應為彈性元件。其次，輪胎聯軸器結構簡單，應用廣泛，改進結構也應滿足其應用場合的需求，加工制造簡單，易于推廣。根據TＲIZ理論，利用發明原理中的7嵌套原理，對聯軸器的輪胎環結構進行改進設計，尋找一種新的結構，減小彈性元件的徑向尺寸，同時又可以保證輪胎聯軸器正常工作。
　　二、解決方案
　　輪胎聯軸器新的結構在同樣使用彈性元件的基礎上，需要減小輪胎環的徑向尺寸，同時為了滿足傳遞運動和轉矩的要求，徑向尺寸減小后的輪胎環為實體，現在對其進行嵌套結構設計。根據TＲIZ理論的指導尋找符合要求的嵌套結構，從功能和結構方面來考慮，現找出梯形同步傳動帶結構，對實體的輪胎環進行嵌套結構設計。
　　1.梯形同步傳動帶
　　梯形同步傳動帶是一根內周表面設有等距橫向梯形齒的環行帶。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優點。轉動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。因此傳動平穩，具有緩沖、減振能力，結構緊湊。
　　2.嵌套結構
　　應用TRIZ理論的嵌套原理，把梯形同步傳動帶與輪胎聯軸器輪胎環進行嵌套。嵌套后的結構，裝配要求參考《機械設備(聯軸器裝配)安裝通用部分技術標準》，軸套內圈一端分布有內花鍵，與中間軸兩端的外花鍵相嚙合，一端開有鍵槽，與傳動軸采用過盈配合聯接，中間軸選用由橡膠、簾線橡膠、箍圈和鋼制骨架等多種材料復合而成的彈性材料加工制造，骨架上的螺栓孔處焊有螺母，裝配時用螺栓與兩軸套的凸緣連接，軸兩端分別布有外花鍵，與兩端軸套配合聯接形式見圖3，這樣配合的聯接有一定的緊度，裝卸都相對容易。這種嵌套結構的聯軸器，同時具備輪胎聯軸器與齒式聯軸器的優點，具有很高的彈性，并有良好的阻尼，這樣就可以適應軸線間的較大偏角，它可以補償兩聯接軸因軸線不重合引起的角誤差，軸向和徑向安裝誤差，允許兩軸有一定的位移，有效解決了輪胎聯軸器徑向尺寸大的問題。在減小徑向尺寸的同時，還要保證其傳遞性能，這就需要對其傳遞性能進行分析。
　　泊頭市天隆聯軸器廠（http://www.bttllzq.com/）的主打產品為彈性套柱銷聯軸器，彈性柱銷聯軸器，十字滑塊聯軸器，梅花聯軸器，膜片聯軸器，鼓型齒式聯軸器，滾子鏈聯軸器等產品，聯軸器軸套和中間件之間的滑動能容許大徑向和角向偏差，中間件的特殊凸點設計產生支撐的作用，容許較大的角度偏差，不產生彎曲力矩，侃軸心負荷降至最低。