以一臺門式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)為例，首先介紹了鼓形齒聯(lián)軸器的計算方法，然后以鼓形齒作為分析對象，對其中一對嚙合齒進(jìn)行三維建模。再將鼓形齒模型導(dǎo)入有限元分析軟件，對鼓形齒嚙合副的載荷接觸狀態(tài)進(jìn)行應(yīng)力分析。將公式算

法結(jié)果與有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較，對該類型卷筒聯(lián)軸器的設(shè)計分析具有一定的指導(dǎo)意義。

起升機(jī)構(gòu)是門式起重機(jī)的重要提升動作機(jī)構(gòu)，而馭動卷筒的聯(lián)軸器又是該機(jī)構(gòu)載荷傳導(dǎo)的核心部件，它將減速器輸出軸與卷筒輪毅聯(lián)結(jié)起來，起到承載卷筒徑向載荷與傳遞減速器馭動力矩的作用，是載荷傳遞過程中重要的一環(huán)。鋼妊繩將提升載荷傳遞到卷筒上，載荷產(chǎn)生的徑向力通過輪毅傳遞給卷筒聯(lián)軸器，卷筒壁受載區(qū)域沿載荷方向產(chǎn)生變形，卷筒軸線彎曲，使兩側(cè)輪毅產(chǎn)生一定角偏移，進(jìn)而使卷筒聯(lián)軸器外殼偏轉(zhuǎn)。同時，由于提升載荷施加在卷筒壁上，該過程產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同樣由卷筒輪毅傳遞給卷筒聯(lián)軸器。

接觸齒采用SOLID186單元，該單元是一種高階三維20節(jié)點固體結(jié)構(gòu)單元141，SOLID186具有二次位移功能，這樣設(shè)置的網(wǎng)格可以更好地貼合實體模型的不規(guī)則邊界，更適用于通過第三方三維繪圖軟件創(chuàng)建的兒何模型。

卷筒聯(lián)軸器在正常工作時，內(nèi)齒圈與外齒套產(chǎn)生一定的角偏移，即發(fā)生接觸的直齒凹面與鼓形齒凸面曲率為變化值，為模擬鼓形齒的這一特征，局部凸出鼓形齒的嚙合曲線。

設(shè)置接觸對的目標(biāo)面和接觸面時:1)將直齒凹面設(shè)置為目標(biāo)面，將鼓形齒設(shè)置為接觸面;2)將直齒凹面設(shè)置網(wǎng)格較粗，將鼓形齒面設(shè)置網(wǎng)格較細(xì)。

經(jīng)過對卷筒聯(lián)軸器的改進(jìn)設(shè)計，外形尺寸減小，質(zhì)量由435kg減小為323kg，同時滿足外形及質(zhì)量的設(shè)計要求，針對本文所述的設(shè)計案例:l)鼓形齒嚙合副與一般齒輪傳動有所不同，其接觸區(qū)域沿齒高方向分布。2)由于目前鼓形齒卷筒聯(lián)軸器仍未有設(shè)計計算的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，一般根據(jù)HERTz接觸公式推導(dǎo)出的公式進(jìn)行計算，這使結(jié)果存在一定的偏差。同時，許用接觸應(yīng)力取值本身存在一定偏差，也會給工程設(shè)計帶來誤差。3)采用硬齒面直齒一鼓形齒嚙合副可提高其承載能力，同時，如加大鼓形齒中部的曲率半徑，也能大大提高聯(lián)軸器的承載能力。4)鼓形齒卷筒聯(lián)軸器在使用時一定要注意環(huán)境因素的影響，潤滑條件直接影響鼓形齒嚙合副的使用壽命，一般使用鏗基潤滑脂，根據(jù)需要也可采用可耐壓齒輪油。