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摘 要：随着当今世界经济高速发展，高速列车以走上舞台。联轴器是高速列车发展的一个重要的环节，本文详细说明了联轴器的含义，联轴器的结构及联轴器的动力分析，着重产明了齿联轴器的结构及系统参数等。
关键词：联轴器 齿轮联轴器 机械震动
当今世界经济高速发展，但同时对人类的发展也带来了一些负面影响。主要来源于环境和能源问题。这些问题也越来越制约各国经济的发展，在这种情况下，低能耗、低排放的铁路运输重新展示了行业的活力。我国于2008年对《中长期铁路网规划》进行了调整，快捷发达的高速铁路给人们带来了很多方便，同时也铁路装备改进带来了历史性有发展机遇。
联轴器是高速列车驱动的关键部件，是高速列车的驱动之魂。其主要作用是将牵引电机的扭矩有效的传递到齿轮箱中，并且能适应牵引电机输出轴与齿轮箱之间产生较大的轴向、径向与向跳动的复杂环境。
那么，什么是联轴器呢？联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
联轴器种类繁多，按照被连接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为：①固定式联轴器。主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，结构一般较简单，容易制造，且两轴瞬时转速相同，主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。②可移式联轴器。主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方，根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如牙嵌联轴器（允许轴向位移）、十字沟槽联轴器（用来联接平行位移或角位移很小的两根轴）、万向联轴器（用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方）、齿轮联轴器（允许综合位移）、链条联轴器（允许有径向位移）等，弹性可移式联轴器（简称弹性联轴器）利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如蛇形彈簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓 联轴器。
销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。
联轴器作为回转机械的重要组成部分，不仅起到联接两个轴段传递扭矩的作用，而且还可以补偿由安装、制造和热变形引起的误差，与其他联轴器相比，具有体积小、传递扭矩大等特点，得到广泛应用.但在传递扭矩的过程中会发生各种振动和磨损，特别是在高速回转的情况下振动和磨损更加严重.通过对齿轮联轴器联接轴系的扭转、弯曲、轴向振动的大量试验及力学分析，失锅重夫对齿轮联轴器的自激振动进行了较为系统的总结。
在这里要重点指出引起自激振动主要原因来自：（1）齿轮联轴器刚度的非线性；（2）齿面的摩擦力；（3）内外齿轮的不对中及中间浮动体的特殊结构.另外山内、染谷等人[2]在齿面存在干摩擦作用下对半联轴器系统的弯曲振动进行了非线性分析.从以往研究中可以看出，齿轮联轴器齿面间的摩擦力是引起其磨损和振动的主要原因之一。
联轴器的主要零件是内齿轮和外齿轮。由于使用场合和条件的特殊性，承受的扭矩比较大，速度比较高，外部环境比较恶劣。因此，联轴器的结构除了要考虑强度还要考虑润滑、密封。一个动力转向架配置两个驱动单元。 每个驱动单元由一个牵引电动机、一个变速齿轮箱、一个曲线齿耦合部件和一个反作用力杆。变速齿轮箱轴端悬挂在车轴上，并且通过反作用杆与转向构架相连。反作用杆与弹性元件组合配置，为了使之能适应系统的动态和静态载荷特性。
配置在转向架上的牵引电动机产生的驱动力矩通过耦合曲线齿和变速箱传递到驱动轮上。在电动机和变速箱之间的曲线齿耦合器承受电动机和变速箱之间的轴向的和径向的运动。 此耦合联接器是齿轮形式的耦合器，曲线齿耦合器由两个相同的耦合瓣组成。每一个耦合瓣都包含有一个环形的齿轮和一个轴齿轮。因为需要对它们进行了特殊的设计，所以能够补偿电动机和变速箱之间的轴向和径向运动。此耦合联接器是用油脂润滑。曲线齿耦合联接器的设计能够避免灰尘、水或其它污染物的进入。在任何操作条件下它们都能保持油脂润滑。
联轴器结构：联轴器由内齿圈、外齿轮、甩油端盖、油封、防撞螺母、防松片、定位圈和密封件等组成。其连接方式是：联轴器的一个半联轴器的外齿轮与电机轴过盈连接并加键，另一个半联轴器的外齿与牵引齿轮的主动齿轮轴连接。两个半联轴器的内齿之间通过8个螺栓紧固。由于受空间位置的限制，联轴器的长度不能太长。
联轴器的总长 259mm
联轴器的锥度孔大端 φ63 mm
联轴器的锥度孔长 70 mm
联轴器的锥度 1：10
联轴器的法兰直径 φ300 mm
联轴器的端盖直径 φ258 mm
联轴器的定位直径 φ246 mm
联轴器的两外齿中心距离 （名义值） 170mm
联轴器的齿轮分度圆直径 φ192 mm
齿轮参数的选择
齿轮的主要啮合参数有模数、齿数、压力角、变位系数等。这些参数相互影响、相互制约，必须根据不同的使用场合和要求，了解各个啮合参数对齿轮传动质量和可靠性的影响，针对所设计齿轮最有可能产生的失效形式，选取一组最佳的齿轮啮合参数。
齿轮参数主要是根据强度来选择的。在保证齿轮轮齿具有足够的强度条件下，模数尽量取小值。选取较小的模数，有利于增加重合度使工作平稳性提高，改善噪声和抗胶合性。此观点已经在国外动车联轴器的设计和研制中得到验证。随着近代工业的发展，重载和高性能已逐渐成为研究齿轮的重要课题。需要研究齿轮装置在极限载荷工作状态下的设计，不允许留有裕量。就齿轮联轴器而言，还没完整的理论，主要还是凭经验。影响齿式联轴器寿命的因素很多，有设计、材料、热处理、整体重量、润滑条件、安装和运行环境等等。联轴器的损伤形式主要是齿面磨损，因此接触强度成为联轴器设计中要重点考虑的问题。
在齿轮强度设计中，基本考虑的是定出能保证齿轮安全的形状、尺寸、材料等，使之不产生相应的各种损伤。
在选择联轴器时应根据选用者各自实际情况和要求，综合考虑上述各种因素，从现有标准联轴器中选取最适合自己需要的联轴器品种、型式和规格。一般情况下现有的标准联轴器基本可以满足不同工况的需要。
由于动力机的驱动转矩及工作机的负载载矩不稳定，以及由传动零件制造误差引起的冲击和零件不平衡离心惯性力引起的动载荷，使得传动轴系在变载荷（周期性变载荷及非周期性冲击载荷）下动行产生机械振动，这将影响机械的使用寿命和性能，破坏仪器、仪表的正常工作条件，并对轴系零件造成附加动应力，当总应力或交变应力分别超过允许限制时，会使零件产生破坏或疲劳破坏。在设计或选用传递转矩和运动用的联轴器时，应进行扭振分析和计算，其目的在于求击轴系的固有频率，以确定动力机的各阶临界转速，从而算出扭振使轴系及传动装置产生的附加载荷和应力。必要时采用减振缓冲措施，其基本原理是合理的匹配系统的质量、刚度、阻尼及干扰力的大小和频率，使传动装置不在共振区的转速范围内运转，或在运转速度内范围不出现强烈的共振现象。另一个行之有效的方法是在轴系中采用高柔度的弹性联轴器，简称高弹（性）联轴器，以降低轴系的固有频率，并利用其阻尼特性减小扭振振幅。
联轴器是高速列车的驱动之魂，是我国高速列车发展的方向，我们要大力度研究和开发联轴器，为我国的高速列车向高速、低能、低碳方向发展再做出更大的贡献。
关键词：联轴器 齿轮联轴器 机械震动
当今世界经济高速发展，但同时对人类的发展也带来了一些负面影响。主要来源于环境和能源问题。这些问题也越来越制约各国经济的发展，在这种情况下，低能耗、低排放的铁路运输重新展示了行业的活力。我国于2008年对《中长期铁路网规划》进行了调整，快捷发达的高速铁路给人们带来了很多方便，同时也铁路装备改进带来了历史性有发展机遇。
联轴器是高速列车驱动的关键部件，是高速列车的驱动之魂。其主要作用是将牵引电机的扭矩有效的传递到齿轮箱中，并且能适应牵引电机输出轴与齿轮箱之间产生较大的轴向、径向与向跳动的复杂环境。
那么，什么是联轴器呢？联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
联轴器种类繁多，按照被连接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为：①固定式联轴器。主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，结构一般较简单，容易制造，且两轴瞬时转速相同，主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。②可移式联轴器。主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方，根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如牙嵌联轴器（允许轴向位移）、十字沟槽联轴器（用来联接平行位移或角位移很小的两根轴）、万向联轴器（用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方）、齿轮联轴器（允许综合位移）、链条联轴器（允许有径向位移）等，弹性可移式联轴器（简称弹性联轴器）利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如蛇形彈簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓 联轴器。
销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。
联轴器作为回转机械的重要组成部分，不仅起到联接两个轴段传递扭矩的作用，而且还可以补偿由安装、制造和热变形引起的误差，与其他联轴器相比，具有体积小、传递扭矩大等特点，得到广泛应用.但在传递扭矩的过程中会发生各种振动和磨损，特别是在高速回转的情况下振动和磨损更加严重.通过对齿轮联轴器联接轴系的扭转、弯曲、轴向振动的大量试验及力学分析，失锅重夫对齿轮联轴器的自激振动进行了较为系统的总结。
在这里要重点指出引起自激振动主要原因来自：（1）齿轮联轴器刚度的非线性；（2）齿面的摩擦力；（3）内外齿轮的不对中及中间浮动体的特殊结构.另外山内、染谷等人[2]在齿面存在干摩擦作用下对半联轴器系统的弯曲振动进行了非线性分析.从以往研究中可以看出，齿轮联轴器齿面间的摩擦力是引起其磨损和振动的主要原因之一。
联轴器的主要零件是内齿轮和外齿轮。由于使用场合和条件的特殊性，承受的扭矩比较大，速度比较高，外部环境比较恶劣。因此，联轴器的结构除了要考虑强度还要考虑润滑、密封。一个动力转向架配置两个驱动单元。 每个驱动单元由一个牵引电动机、一个变速齿轮箱、一个曲线齿耦合部件和一个反作用力杆。变速齿轮箱轴端悬挂在车轴上，并且通过反作用杆与转向构架相连。反作用杆与弹性元件组合配置，为了使之能适应系统的动态和静态载荷特性。
配置在转向架上的牵引电动机产生的驱动力矩通过耦合曲线齿和变速箱传递到驱动轮上。在电动机和变速箱之间的曲线齿耦合器承受电动机和变速箱之间的轴向的和径向的运动。 此耦合联接器是齿轮形式的耦合器，曲线齿耦合器由两个相同的耦合瓣组成。每一个耦合瓣都包含有一个环形的齿轮和一个轴齿轮。因为需要对它们进行了特殊的设计，所以能够补偿电动机和变速箱之间的轴向和径向运动。此耦合联接器是用油脂润滑。曲线齿耦合联接器的设计能够避免灰尘、水或其它污染物的进入。在任何操作条件下它们都能保持油脂润滑。
联轴器结构：联轴器由内齿圈、外齿轮、甩油端盖、油封、防撞螺母、防松片、定位圈和密封件等组成。其连接方式是：联轴器的一个半联轴器的外齿轮与电机轴过盈连接并加键，另一个半联轴器的外齿与牵引齿轮的主动齿轮轴连接。两个半联轴器的内齿之间通过8个螺栓紧固。由于受空间位置的限制，联轴器的长度不能太长。
联轴器的总长 259mm
联轴器的锥度孔大端 φ63 mm
联轴器的锥度孔长 70 mm
联轴器的锥度 1：10
联轴器的法兰直径 φ300 mm
联轴器的端盖直径 φ258 mm
联轴器的定位直径 φ246 mm
联轴器的两外齿中心距离 （名义值） 170mm
联轴器的齿轮分度圆直径 φ192 mm
齿轮参数的选择
齿轮的主要啮合参数有模数、齿数、压力角、变位系数等。这些参数相互影响、相互制约，必须根据不同的使用场合和要求，了解各个啮合参数对齿轮传动质量和可靠性的影响，针对所设计齿轮最有可能产生的失效形式，选取一组最佳的齿轮啮合参数。
齿轮参数主要是根据强度来选择的。在保证齿轮轮齿具有足够的强度条件下，模数尽量取小值。选取较小的模数，有利于增加重合度使工作平稳性提高，改善噪声和抗胶合性。此观点已经在国外动车联轴器的设计和研制中得到验证。随着近代工业的发展，重载和高性能已逐渐成为研究齿轮的重要课题。需要研究齿轮装置在极限载荷工作状态下的设计，不允许留有裕量。就齿轮联轴器而言，还没完整的理论，主要还是凭经验。影响齿式联轴器寿命的因素很多，有设计、材料、热处理、整体重量、润滑条件、安装和运行环境等等。联轴器的损伤形式主要是齿面磨损，因此接触强度成为联轴器设计中要重点考虑的问题。
在齿轮强度设计中，基本考虑的是定出能保证齿轮安全的形状、尺寸、材料等，使之不产生相应的各种损伤。
在选择联轴器时应根据选用者各自实际情况和要求，综合考虑上述各种因素，从现有标准联轴器中选取最适合自己需要的联轴器品种、型式和规格。一般情况下现有的标准联轴器基本可以满足不同工况的需要。
由于动力机的驱动转矩及工作机的负载载矩不稳定，以及由传动零件制造误差引起的冲击和零件不平衡离心惯性力引起的动载荷，使得传动轴系在变载荷（周期性变载荷及非周期性冲击载荷）下动行产生机械振动，这将影响机械的使用寿命和性能，破坏仪器、仪表的正常工作条件，并对轴系零件造成附加动应力，当总应力或交变应力分别超过允许限制时，会使零件产生破坏或疲劳破坏。在设计或选用传递转矩和运动用的联轴器时，应进行扭振分析和计算，其目的在于求击轴系的固有频率，以确定动力机的各阶临界转速，从而算出扭振使轴系及传动装置产生的附加载荷和应力。必要时采用减振缓冲措施，其基本原理是合理的匹配系统的质量、刚度、阻尼及干扰力的大小和频率，使传动装置不在共振区的转速范围内运转，或在运转速度内范围不出现强烈的共振现象。另一个行之有效的方法是在轴系中采用高柔度的弹性联轴器，简称高弹（性）联轴器，以降低轴系的固有频率，并利用其阻尼特性减小扭振振幅。
联轴器是高速列车的驱动之魂，是我国高速列车发展的方向，我们要大力度研究和开发联轴器，为我国的高速列车向高速、低能、低碳方向发展再做出更大的贡献。