聯軸器的功率工況

梅花形聯軸器是聯接兩軸或軸和回轉件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉而不脫開的一種裝置。此外，聯軸器還能具有補償兩軸相對位移、緩沖和減振以及防護功能。

按照聯軸器的性能分類，聯軸器可分為剛性聯軸器和撓性聯軸器。剛性聯軸器或稱為固定式聯軸器，這種聯軸器雖然不具有補償功能，但有結構簡單、制造容易、不需要維護、成本低等特點；撓性聯軸器中又分為無彈性撓性聯軸器和帶彈性元件撓性聯軸器，前一類只具有補償兩軸相對位移的能力，后一類除具有補償性能外，還具有緩沖和減振作用，但在傳遞轉矩的能力上，因受彈性元件的強度限制，一般不及無彈性元件聯軸器。

聯軸器是機車驅動裝置的關鍵部件，隨著鐵路機車車輛運行速度的提高，對聯軸器的結構及性能提出了高的要求。自二十世紀六十年代中期以來，機車動車的運行速度大幅度提高，干線貨運機車的構造速度為120160km/h，干線客運機車的構造速度為1601--250km/h，高速動車組的構造速度為200~300km/h，個別型號動車己達350km/h。為滿足高速運行的經濟指標，機車動車的功率也不斷增大。三相異步交流電機在機車上的應用獲得成功，使每臺牽引電動機的功率由700~800kW增大到1200~1600kW。單電機轉向架問世后，組合傳動的牽引電動機，其功率就人了，如法國CC21000型電力機車，其牽引電動機的小時功率達3004kW。可見，傳動裝置為適應機車動車的需要而向高速、大功率發展成為必然的趨勢。

近幾年，我國軌道交通發展迅速，加快了機車車輛技術的發展。我國鐵路客運已實現六次大提速，時速160km/h以上的線路延展里程達到1.4萬公里，時速200km/h以上的線路延展里程達6003公里。重載運輸得到發展，大秦線路大量開行1萬噸和2萬噸重載組合列車，將實現年運量3.0億噸。

由此可以看出，隨著鐵路向著高速，重載的方向大力推進，大功率機車驅動技術是機車轉向架研究的要點，為了滿足鐵路發展的需要，機車驅動裝置滿足高轉速、大扭矩、大功率的性能要求，而其關鍵部件聯軸器是驅動裝置的決定性因素，也是設計的難點。

在大功率機車的驅動系統中，聯軸器將電機的驅動力矩傳遞給主動齒輪。

聯軸器與主動齒輪軸之間依靠端齒傳遞力矩。在高速、重載大功率的工況下，對聯軸器提出了高的要求。要求聯軸器在及其有限的空間內實現高轉速運轉和大扭矩的傳遞。

為了解決上述問題，現代交流大功率機車的驅動系統普遍采用將電機和齒輪箱合成的整體驅動系統，其聯軸器采用膜片式彈性聯軸器，如HXD1B.HXD3B等機車。聯軸器的端齒齒形分布通常采用三種方式：十字型端齒，徑向端齒，圓弧端齒，三種方式的齒形斷面均為梯形。

在當前實際應用過程中，圓弧端齒主要有兩種形式，一種是每對嚙合的圓弧端齒盤分為凸齒元件和凹齒元件，另一種圓弧端齒是各圓弧端齒沿徑向方向齒廓線的方向相同。后一種圓滑端齒相對于前一種，具有結構簡單，制造方便等優點，可以采用成形杯形砂輪一次同時加工兩相鄰齒面，能夠較大的提高圓弧端齒的制造加工效率。

圓弧端齒相對于其它幾種齒形端面，則主要具有以下優點：高剛性，當齒與齒嚙合時，輪齒間接觸面是相當均勻連續的，而且齒盤有多少輪齒便有多少對齒接觸面，接觸面積大，因此齒盤就能承受較高的載荷而具有很高的剛性。

自動對心，由于端面弧齒盤的輪齒齒形由外向內沿其弧度均勻縮小，且輪齒以端齒盤的中心軸對稱。在各齒向心力的作用下，兩端齒盤實現自動對心。

此外，圓弧端齒彈性聯軸器較前兩種齒形具有結構緊湊、嚙合精度高、傳遞力矩大，并便于設計、制造、安裝等一系列優點。

因此，圓弧端齒彈性聯軸器應用于我國引進的和諧號大功率機車轉向架的驅動系統中。為地消化吸收驅動系統中圓弧形端齒彈性聯軸器的結構特性，需進行深入研究其設計機理和制造技術。

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