联轴器的种类和特性文档格式.docx
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因为半联轴器与中间盘组成移动副,不能发生相对转动。
故主动轴与从动轴的角速度应相等。
在两轴间有相对位移的情况下工作时,中间盘会产生很大的离心力,从而增大动载荷及磨损。
因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。
这种联轴器一般用于转速n<
250r/min,轴的刚度较大,且无剧烈冲击处。
效率η=1-(3~5)fy/d,这里f为摩擦系数,一般取为0.12~0.25;
y为两轴间径向位移量,mm;
d为轴径,mm。
2)滑块联轴器
如右图<
滑块联轴器>
所示,这种联轴器与十字滑块联轴器相似,只是两半联轴器上的沟槽很宽,并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块,且通常用夹布胶木制成。
由于中间滑块的质量减小,又具有弹性,故允许较高的极限转速。
中间滑块也可用尼龙6制成,并在配制时加入少量的石墨或二硫化钼,以便在使用时可以自行润滑。
这种联轴器结构简单,尺寸紧凑,适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。
滑块联轴器
3)十字轴式万向联轴器 图片
十字轴式万向联轴器a>
所示,它由两个叉形接头1、3,一个中间联接件2和轴销4(包括销套及铆钉)、5所组成;
轴销4与5互相垂直配置并分别把两个叉形接头与中间件2联接起来。
这样,就构成了一个可动的联接。
这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角(夹角α最大可达35°
~45°
),而且在机器运转时,夹角发生改变仍可正常传动;
但当过大时,传动效率会显著降低。
这种联轴器的缺点是:
当主动轴角速度ω1为常数时,从动轴的角速度并不是常数,而是在一定范围内(ω1cosα≤ω3≤ω1/cosα)变化,因而在传动中将产生附加动载荷。
为了改善这种情况,常将十字轴式万向联轴器成对使用(右图<
十字轴式万向联轴器b>
),但应注意安装时必须保证轴、轴与中间轴之间的夹角相等,并且中间轴的两端的叉形接头应在同一平面内(右图<
双万向联轴器>
)。
只有这种双万向联轴器才可以得到ω3=ω1
十字轴式万向联轴器
双万向联轴器
4)齿式联轴器
齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒3和两个带有外齿的内套筒1所组成。
两个内套筒1分别用键与两轴联接,两个外套简3用螺栓5联成一体,依靠内外齿相啮合以传递转矩。
由于外齿的齿顶制成椭球面,且保证与内齿啮合后具有适当的顶隙和侧隙,故在传动时,套筒1可有轴向和径向位移以及角位移(下图<
齿式联轴器b>
又为了减少磨损,可由油孔4注入润滑油,并在套筒1和3之间装有密封圈6,以防止润滑油泄漏。
齿式联轴器中,所用齿轮的齿廓曲线为渐开线,啮合角为20°
,齿数一般为30~80,材料一般用45号钢或ZG310-570。
这类联轴器能传递很大的转矩,并允许有较大的偏移量,安装精度要求不高;
但质量较大,成本较高,在重型机械中广泛应用。
5)滚子链联轴器 图片
下图为滚子链联轴器。
这种联轴器是利用一条公用的双排链条2同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半联轴器1与4的联接。
为了改善润滑条件并防止污染,一般都将联轴器密封在罩壳3内。
滚子链联轴器的特点是结构简单,尺寸紧凑,质量小,装拆方便,维修容易、价廉并具有一定的补偿性能和缓冲性能,但因链条的套筒与其相配件间存在间隙,不宜用于逆向传动和起动频繁或立轴传动。
同时由于受离心力影响也不宜用于高速传动。
2.有弹性元件的挠性联轴器
如前所述,这类联轴器因装有弹性元件,不仅可以补偿两轴间的相对位移,而且具有缓冲减振的能力。
弹性元件所能储蓄的能量愈多,则联轴器的缓冲能力愈强;
弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大、则联轴器的减振能力愈好。
这类联轴器目前应用很广,品种亦愈来愈多。
制造弹性元件的材料有非金属和金属两种。
非金属有橡胶、塑料等,其特点为质量小,价格便宜,有良好的弹性滞后性能,因而减振能力强。
金属材料制成的弹性元件(主要为各种弹簧)则强度高、尺寸小而寿命较长。
联轴器在受到工作转矩T以后,被联接两轴将因弹性元件的变形而产生相应的扭转角
;
与T成正比关系的弹性元件为定刚度,不成正比的为变刚度。
非金属材料的弹性元件都是变刚度的,金属材料的则由其结构不同可有变刚度的与定刚度的两种。
常用非金属材料的刚度多随载荷的增大而增大,故缓冲性好,特别适用于工作载荷有较大变化的机器。
1)弹性套柱销联轴器
这种联轴器的构造与凸缘联轴器相似,只是用套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。
因为通过蛹状的弹性套传递转矩,故可缓冲减振。
弹性套的材料常用耐油橡胶,并作成截面形状如图中网纹部分所示,以提高其弹性。
半联轴器与轴的配合孔可作成圆柱形或圆锥形。
半联轴器的材料常用HT200,有时也采用35号钢或ZG270-500;
柱销材料多用35号钢。
这种联轴器可按标准(GB/T4323-1984)选用,必要时应按下式验算弹性套与孔壁间挤压应力σp和柱销弯曲应力σb。
即
式中:
Tca—计算转矩[参见式],N·
m;
z—柱销数目;
D1—柱销中心所在的圆直径,mm;
[σ]p—许用挤压应力,对橡胶弹性套,[σ]p=2MPa;
动画
[σ]b—柱销的许用弯曲应力,[σ]b=0.25[σ]s,[σ]s为柱销材料的屈服极限,MPa;
d、s、L见图,mm。
这种联轴器制造容易,装拆方便,成本较低,但弹性套易磨损,寿命较短。
它适用于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中、小转矩的轴。
2)弹性柱销联轴器
这种联轴器的结构见下图,工作时转矩通过两半联轴器及中间的尼龙柱销而传给从动轴。
为了防止柱销脱落,在半联轴器的外侧,用螺钉固定了挡板。
这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似,但传递转矩的能力很大,结构更为简单,安装、制造方便,耐久性好,也有一定的缓冲和吸振能力,允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移,适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合,由于尼龙
柱销对温度较敏感,故使用温度限制在-20~+70℃的范围内。
3)星形弹性联轴器
如下图所示,两半联轴器1、3上均制有凸牙,用橡胶等类材料制成的星形弹性件2,放置在两半联轴器的凸牙之间。
工作时,星形弹性件受压缩并传递转矩。
这种联轴器允许轴的径向位移为0.2mm,偏角位移为1°
30'
。
因为弹性件只受压不受拉,工作情况有所改善,故寿命较长。
星形弹性联轴器
4)梅花形弹性联轴器
这种联轴器如下图所示,其结构形式及工作原理与星形弹性联轴器相似,但半联轴器与轴配合的孔可作成圆柱形或圆锥形,并以梅花形弹性件取代星形弹性件。
弹性件可根据使用要求选用不同硬度的聚氨酯橡胶、铸型尼龙等材料制造。
工作温度范围为-35~+80℃,短时工作温度可达100℃,传递的公称转矩为16~25000N·
m。
梅花形弹性联轴器
5)轮胎式联轴器
轮胎式联轴器如下图所示,用橡胶或橡胶织物制成轮胎状的弹性元件1,两端用压板2及螺钉3分别压在两个半联轴器4上。
这种联轴器富有弹性,具有良好的消振能力,能有效地降低动载荷和补偿较大的轴向位移,而且绝缘性能好,运转时无噪声。
缺点是径向尺寸较大;
当转矩较大时,会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷。
为了便于装配,有时将轮胎开出径向切口5,但这时承载能力要显著降低。
6)膜片联轴器
膜片联轴器的典型结构如下图。
其弹性元件为一定数量的很薄的多边环形(或圆环形)金属膜片叠合而成的膜片组,在膜片的圆周上有若干个螺栓孔,用铰制孔用螺栓交错间隔与半联轴器相联接。
这样将弹性元件上的弧段分为交错受压缩和受拉伸的两部分,拉伸部分传递转矩,压缩部分趋向皱折。
当机组存在轴向、径向和角位移时,金属膜片便产生波状变形。
这种联轴器结构比较简单,弹性元件的联接没有间隙,不需润滑,维护方便,平衡容易,质量小,对环境适应性强,但扭转弹性较低,缓冲减振性能差,主要用于载荷比较平稳的高速传动。