联轴器的基础知识

联轴器的基础知识

在工作过程中，使两轴始终处于联接状态的称联轴器。

一、联轴器

1.功用：联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩；具有吸收振动和缓和冲击的能力；可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用；用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。

2.分类（结构特点）

2.1 按刚性联轴器分：套筒联轴器和凸缘联轴器；

2.2 按挠性联轴器分：万向联轴器，滑块联轴器，齿轮联轴器，弹性套柱销联轴器，弹性柱销联轴器；

2.3 按安全联轴器分：挠性安全联轴器和刚性安全联轴器。

3.分类要求

固定联轴器：要求被联接的两轴中心线严格对中；

可移式联轴器：允许两轴有一定的安装误差。

弹性联轴器：其中的弹性元件材料不同,能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还有缓冲减震的作用。

4.位移补偿

联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形、轴承磨损、回转零件不平衡以及温度变化的影响，两轴的轴线往往存在着某种程度的相对位移与偏斜；

联轴器要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿各种偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承设计中引起附加载荷，导致工作情况恶化。

两轴间的位移种类有：轴向位移、径向位移、偏角位移和综合位移。

二、固定式刚性联轴器

1.结构特点

A.结构简单,维护方便，能传递较大的扭矩；

B.但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力；

C.对两轴的对中性要求很高,若两轴线发生相对位移,就会在轴、联轴器和轴承上引起附加载荷和严重磨损，严重影响轴与轴承的正常工作；此外，在传递载荷时不能缓和冲击和吸收振动。

2.应用场合

低速、大转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接

3.种类

凸缘联轴器和套筒联轴器两种。

4.凸缘联轴器结构特点

A.组成：两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓；

B.工作原理：两个带凸缘的半联轴器用键分别于两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连接成一体，以传递运动和转矩。

C.对中方式：1、通过分别具有凸肩和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；(靠预紧普通螺栓在凸缘边接触表面产生的摩擦力传递力矩；用铰制孔螺栓对中，靠螺杆承受挤压与剪切传递力矩。)2、两个半联轴器都制出凸肩，共同与一个剖分环配合而实现对中。

D.适用：低速、大转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接。

E.结构简单，传递扭矩大；传力可靠、对中性好；拆装简便、应用广泛；但不具有位移补偿功能；按标准选用。

5.套筒联轴器结构特点

A.组成：通过公用套筒与两轴采用键连接或销连接。

B.优点：结构简单，制造方便，成本低，径向尺寸小。

C.缺点：装拆时需轴向移动。

D.用场合：两轴直径较小、两轴对中性精度高、工作平稳的场合，用于传递转矩较小的场合。

三、挠性联轴器

（一）刚性可移式联轴器（无弹性元件联轴器）的种类：十字滑块联轴器、万向联轴器和鼓形齿联轴器。

1.齿式联轴器

A.组成：两个带有内齿及凸缘的外套筒、两个带外齿的内套筒；

B.工作原理：两内套筒分别用键与两轴连接，两外套筒用螺栓连接，通过内外齿的啮合传递转矩和运动。

C.特点：为能补偿两轴的相对位移，将外齿环的轮齿做成鼓形齿，齿顶做成中心线在轴线上的球面，齿顶和齿侧留有较大的间隙。

通过啮合齿间的顶隙、侧隙，具备有允许两轴间有径向、轴向、角综合位移补偿的功能；转速高（可达3500r/min），能传递很大的转矩（可达106N·m），并能补偿较大的综合位移，工作很高、对安装精度要求不高，要润滑；

D.缺点：质量大，制造较困难，成本高。

E.应用：广泛用于汽车等大重型机械设备中。

2.十字滑块联轴器

A.结构特点：由半连轴器1、3（左、右套筒）和浮动盘2（十字滑块）联接在一起,两轴一起转动；浮动盘的凸榫可在半连轴器的凹槽中滑动；摩擦较大，要加以润滑。

B.优点：径向尺寸小,结构简单

C.缺点：但耐冲击性差，滑块与凹槽间易摩损，需润滑；十字滑块因径向位移会产生较大离心惯性力，而给轴和轴承带来附加载荷。

D.应用场合：常用于刚性大、转速低，冲击小的场合。

3.万向联轴器

A.结构：由一个十字轴、两个万向节叉、四个滚针轴承组成；所有转动副的回转中心（轴线）交于一点O，两轴间的夹角为α；是一种用以传递变夹角的相交两轴之间的运动的装置（联轴器）。

B.工作原理：当轴Ⅰ旋转一周时，轴Ⅱ也将随之转一周，即两轴的平均传动比为1；但是，两轴的瞬时传动比却不恒为1，而是作周期性变化的；万向节的这种特性称作瞬时传动比的不均匀性；就单个万向节而言，在输入轴与输出轴之间有夹角时，两轴的角速度不相等，即万向节有不等速性；两轴间的夹角α越大，从动轴速度波动越明显；故α应在35°~45°之间。为了防止主、从动轴角速度不相等；为了完全消除上述万向节中从动轴变速传动的缺点，常成对使用。

C.优点：具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高；

D.缺点：在传动中将产生附加动载荷，转速不宜过高；

E.应用场合：主要用于两轴相交的传动，重载、中载、轻载等中低速的场合，如机床、汽车。

F.双万向节应满足条件：

为了使该机构能获得恒定的传动比，机构要满足如下三个条件：（1）主动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。

（2）主动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等：

（3）中间轴两端的叉面应位于同一平面内。

（二）常用弹性联轴器有弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器两种。

1.弹性套柱销联轴器（标准号GB4323-2002)

A.结构：在结构上与凸缘联轴器相似，只是用套有橡胶弹性套的注销代替了联接螺栓；

B.原理：利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移；

C.特点：弹性套柱销连轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。

D.适用于：载荷平稳，正反转或启动频繁、转速高的传递中小转矩的两轴联接。

2.弹性柱销联轴器

A.结构：将若干非金属材料制成的柱销，置于两半联轴器凸缘孔中，而实现两半联轴器的连接；柱销材料常用尼龙，其它具有弹性的非金属材料也可。

B.原理：利用弹性柱销的弹性变形来补偿两轴轴向位移；

C.特点：弹性柱销连轴器可允许较大的轴向窜动，但径向位移和偏角位移的补偿量不大。其结构简单，制造容易和维护方便。

D.适用于：轻载的场合