螺杆泵零齿差内啮合渐开线齿轮传动齿廓啮合过程的理论分析

　　螺杆泵零齿差内啮合齿轮传动机构在工程技术领域中的应用例证主要是联轴节，目前还没有关于该机构其他应用形式的报道。在现有记载用于联轴节的场合下，其功能是传递两根轴之间的扭矩，并满足两根轴心线之间相对微小的偏置要求。偏置包括两种情形：一是两个轴心线平行偏置。
 

　　
　　二是角偏置，即两轴心线相互之间有一微小交错角，以前在这种应用场合中，往往是在机器的启动阶段或停车阶段存在上述动态偏置问题，联轴节的两轴心线有相对摆动或平动，而当机器处于长期稳定运转状态时，这种齿轮联轴节的输入轴和输出轴几乎就没有相对运动，两者保持相对固定的姿态一起运转，从原理上讲几乎相当于同一构件。
　　
　　在此情况下问题通常可以这样对待：第一，由于内外齿轮齿面之间理论上没有相对运动，没有摩擦、磨损，不存在接触疲劳强度和啮合效率损失等相关问题；第二，由于多齿接触且无相对运动，载荷由多个轮齿承担，则齿根弯曲疲劳强度、冲击、振动等相关问题亦可忽略。

   由于这些原因，加之这种零齿差内啮合齿轮传动机构应用的局限性，关于它的运动学和动力学问题很少引起人们的注意。
　　
　　这是首次将零齿差内啮合齿轮传动机构应用于潜油螺杆泵采油系统中，作为减速器输出轴和螺杆泵转子之间的联轴节。这里的情形与前面所言有所不同，其最大特点就是联轴节的输出轴和输入轴两者之间除传递扭矩和轴向推力外，为了满足螺杆泵转子的运动要求，前者还要相对于后者做有规律的相对偏转运动。
 

　　
　　通过理论分析，这种传动过程中有两点必须予以足够重视：第一，假设齿轮材料是纯刚性的，同时参与啮合并受力的轮齿通常就不会多于两个；第二，齿面之间存在着明显的相对滑移运动。
　　
　　另外，由于整个联轴装置要随潜油螺杆泵采油系统一道在高温、高压、高含砂量原油的恶劣环境下连续稳定运转，于是机构的强度问题、效率及散热量问题、冲击振动问题、润滑方法及介质的选择问题，对整个采油成套设备的全生命周期系统优化设计和可靠性设计就显得尤为重要，而研究这些问题的基础则是运动分析。正是基于这种思想，下面全面深入分析探讨零齿差内啮合齿轮传动齿廓啮合的特点，分析它与有齿差内啮合齿轮传动的不同之处，为接下来的重合度分析、强度分析等工作打下基础。