撓性聯(lián)軸器
l．無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器
這類(lèi)聯(lián)軸器因具有撓性，故可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。但因無(wú)彈性元件，故不能緩沖減振。常用的有以下幾種:
1)十字滑塊聯(lián)軸器
十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)在端面上開(kāi)有凹槽的半聯(lián)軸器1、3，和一個(gè)兩面帶有凸牙的中間盤(pán)2所組成。凹凸牙可在凹槽中滑動(dòng)，故可補(bǔ)償安裝及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸間的相對(duì)位移。 |
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十字滑塊聯(lián)軸器 動(dòng)畫(huà)
這種聯(lián)軸器零件的材料可用45號(hào)鋼，工作表面須進(jìn)行熱處理，以提高其硬度；要求較低時(shí)也可用Q275鋼，不進(jìn)行熱處理。為了減少摩擦及磨損，使用時(shí)應(yīng)從中間盤(pán)的油孔中注油進(jìn)行潤(rùn)滑。因?yàn)榘肼?lián)軸器與中間盤(pán)組成移動(dòng)副，不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。故主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的角速度應(yīng)相等。在兩軸間有相對(duì)位移的情況下工作時(shí)，中間盤(pán)會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動(dòng)載荷及磨損。因此選用時(shí)應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。
這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速n<250r/min，軸的剛度較大，且無(wú)劇烈沖擊處。效率η＝1-(3～5)fy/d，這里f為摩擦系數(shù)，一般取為0.12～0.25；y為兩軸間徑向位移量，mm；d為軸徑，mm。
2)滑塊聯(lián)軸器
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如右圖<滑塊聯(lián)軸器>所示，這種聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器相似，只是兩半聯(lián)軸器上的溝槽很寬，并把原來(lái)的中間盤(pán)改為兩面不帶凸牙的方形滑塊，且通常用夾布膠木制成。由于中間滑塊的質(zhì)量減小，又具有彈性，故允許較高的極限轉(zhuǎn)速。中間滑塊也可用尼龍6制成，并在配制時(shí)加入少量的石墨或二硫化鉬，以便在使用時(shí)可以自行潤(rùn)滑。
這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無(wú)劇烈沖擊處。 |
滑塊聯(lián)軸器
3)十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器 圖片
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如右圖<十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器a>所示，它由兩個(gè)叉形接頭1、3，一個(gè)中間聯(lián)接件2和軸銷(xiāo)4(包括銷(xiāo)套及鉚釘)、5所組成；軸銷(xiāo)4與5互相垂直配置并分別把兩個(gè)叉形接頭與中間件2聯(lián)接起來(lái)。這樣，就構(gòu)成了一個(gè)可動(dòng)的聯(lián)接。這種聯(lián)軸器可以允許兩軸間有較大的夾角(夾角α最大可達(dá)35°～45°)，而且在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧?A target=_blank>傳動(dòng)；但當(dāng)過(guò)大時(shí)，傳動(dòng)效率會(huì)顯著降低。
這種聯(lián)軸器的缺點(diǎn)是:當(dāng)主動(dòng)軸角速度ω1為常數(shù)時(shí)，從動(dòng)軸的角速度 并不是常數(shù)，而是在一定范圍內(nèi)(ω1cosα≤ω3≤ω1/cosα)變化，因而在傳動(dòng)中將產(chǎn)生附加動(dòng)載荷。為了改善這種情況，常將十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器成對(duì)使用(右圖<十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器b>)，但應(yīng)注意安裝時(shí)必須保證軸、 軸與中間軸之間的夾角相等，并且中間軸的兩端的叉形接頭應(yīng)在同一平面內(nèi)(右圖<雙萬(wàn)向聯(lián)軸器>)。只有這種雙萬(wàn)向聯(lián)軸器才可以得到ω3 =ω1 |
十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器
雙萬(wàn)向聯(lián)軸器 |
4)齒式聯(lián)軸器
齒式聯(lián)軸器由兩個(gè)帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒3和兩個(gè)帶有外齒的內(nèi)套筒1所組成。兩個(gè)內(nèi)套筒1分別用鍵與兩軸聯(lián)接，兩個(gè)外套簡(jiǎn)3用螺栓5聯(lián)成一體，依靠?jī)?nèi)外齒相嚙合以傳遞轉(zhuǎn)矩。由于外齒的齒頂制成橢球面，且保證與內(nèi)齒嚙合后具有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙，故在傳動(dòng)時(shí)，套筒1可有軸向和徑向位移以及角位移(下圖<齒式聯(lián)軸器b>)。又為了減少磨損，可由油孔4注入潤(rùn)滑油,并在套筒1和3之間裝有密封圈6,以防止?jié)櫥托孤?
齒式聯(lián)軸器中，所用齒輪的齒廓曲線為漸開(kāi)線，嚙合角為20°，齒數(shù)一般為30～80，材料一般用45號(hào)鋼或ZG310-570。這類(lèi)聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，并允許有較大的偏移量，安裝精度要求不高；但質(zhì)量較大，成本較高，在重型機(jī)械中廣泛應(yīng)用。
5)滾子鏈聯(lián)軸器 圖片
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下圖為滾子鏈聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器是利用一條公用的雙排鏈條2同時(shí)與兩個(gè)齒數(shù)相同的并列鏈輪嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器1與4的聯(lián)接。為了改善潤(rùn)滑條件并防止污染，一般都將聯(lián)軸器密封在罩殼3內(nèi)。
滾子鏈聯(lián)軸器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，質(zhì)量小，裝拆方便，維修容易、價(jià)廉并具有一定的補(bǔ)償性能和緩沖性能，但因鏈條的套筒與其相配件間存在間隙，不宜用于逆向傳動(dòng)和起動(dòng)頻繁或立軸傳動(dòng)。同時(shí)由于受離心力影響也不宜用于高速傳動(dòng)。 |
2．有彈性元件的撓性聯(lián)軸器
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如前所述，這類(lèi)聯(lián)軸器因裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲(chǔ)蓄的能量愈多，則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強(qiáng)；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時(shí)零件間的摩擦功愈大、則聯(lián)軸器的減振能力愈好。這類(lèi)聯(lián)軸器目前應(yīng)用很廣，品種亦愈來(lái)愈多。
制造彈性元件的材料有非金屬和金屬兩種。非金屬有橡膠、塑料等，其特點(diǎn)為質(zhì)量小，價(jià)格便宜，有良好的彈性滯后性能，因而減振能力強(qiáng)。金屬材料制成的彈性元件(主要為各種彈簧)則強(qiáng)度高、尺寸小而壽命較長(zhǎng)。 |
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聯(lián)軸器在受到工作轉(zhuǎn)矩T以后，被聯(lián)接兩軸將因彈性元件的變形而產(chǎn)生相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角 ；與T成正比關(guān)系的彈性元件為定剛度，不成正比的為變剛度。非金屬材料的彈性元件都是變剛度的，金屬材料的則由其結(jié)構(gòu)不同可有變剛度的與定剛度的兩種。常用非金屬材料的剛度多隨載荷的增大而增大，故緩沖性好，特別適用于工作載荷有較大變化的機(jī)器。
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1)彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器
這種聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷(xiāo)代替了聯(lián)接螺栓。因?yàn)橥ㄟ^(guò)蛹狀的彈性套傳遞轉(zhuǎn)矩，故可緩沖減振。彈性套的材料常用耐油橡膠，并作成截面形狀如圖中網(wǎng)紋部分所示，以提高其彈性。半聯(lián)軸器與軸的配合孔可作成圓柱形或圓錐形。
半聯(lián)軸器的材料常用HT200，有時(shí)也采用35號(hào)鋼或ZG270-500；柱銷(xiāo)材料多用35號(hào)鋼。這種聯(lián)軸器可按標(biāo)準(zhǔn)(GB/T4323-1984)選用，必要時(shí)應(yīng)按下式驗(yàn)算彈性套與孔壁間擠壓應(yīng)力σp和柱銷(xiāo)彎曲應(yīng)力σb。即
式中：Tca—計(jì)算轉(zhuǎn)矩[參見(jiàn)式],N·m；
z —柱銷(xiāo)數(shù)目；
D1—柱銷(xiāo)中心所在的圓直徑，mm；
[σ]p—許用擠壓應(yīng)力，對(duì)橡膠彈性套，[σ]p=2MPa； |
動(dòng)畫(huà) |
[σ]b—柱銷(xiāo)的許用彎曲應(yīng)力，[σ]b=0.25[σ]s,[σ]s為柱銷(xiāo)材料的屈服極限，MPa；
d、s、L見(jiàn)圖,mm。
這種聯(lián)軸器制造容易，裝拆方便，成本較低，但彈性套易磨損，壽命較短。它適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn)、需正反轉(zhuǎn)或起動(dòng)頻繁的傳遞中、小轉(zhuǎn)矩的軸。
2)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器
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這種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖，工作時(shí)轉(zhuǎn)矩通過(guò) 兩半聯(lián)軸器及中間的尼龍柱銷(xiāo)而傳給從動(dòng)軸。為了防止柱銷(xiāo)脫落，在半聯(lián)軸器的外側(cè)，用螺釘固定了擋板。
這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器很相似，但傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，安裝、制造方便，耐久性好，也有一定的緩沖和吸振能力，允許被聯(lián)接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和起動(dòng)頻繁的場(chǎng)合，由于尼龍
柱銷(xiāo)對(duì)溫度較敏感，故使用溫度限制在-20～+70℃的范圍內(nèi)。 |
 
3)星形彈性聯(lián)軸器
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如下圖所示，兩半聯(lián)軸器1、3上均制有凸牙，用橡膠等類(lèi)材料制成的星形彈性件2，放置在兩半聯(lián)軸器的凸牙之間。工作時(shí)，星形彈性件受壓縮并傳遞轉(zhuǎn)矩。這種聯(lián)軸器允許軸的徑向位移為0.2mm，偏角位移為1°30'。因?yàn)閺椥约皇軌翰皇芾ぷ髑闆r有所改善，故壽命較長(zhǎng)。 |
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星形彈性聯(lián)軸器 |
4)梅花形彈性聯(lián)軸器
| 這種聯(lián)軸器如下圖所示，其結(jié)構(gòu)形式及工作原理與星形彈性聯(lián)軸器相似，但半聯(lián)軸器與軸配合的孔可作成圓柱形或圓錐形，并以梅花形彈性件取代星形彈性件。彈性件可根據(jù)使用要求選用不同硬度的聚氨酯橡膠、鑄型尼龍等材料制造。工作溫度范圍為-35～+80℃，短時(shí)工作溫度可達(dá)100℃，傳遞的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為16～25000N·m。 |
梅花形彈性聯(lián)軸器
5)輪胎式聯(lián)軸器
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輪胎式聯(lián)軸器如下圖所示，用橡膠或橡膠織物制成輪胎狀的彈性元件1，兩端用壓板2及螺釘3分別壓在兩個(gè)半聯(lián)軸器4上。這種聯(lián)軸器富有彈性，具有良好的消振能力，能有效地降低動(dòng)載荷和補(bǔ)償較大的軸向位移，而且絕緣性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)噪聲。缺點(diǎn)是徑向尺寸較大；當(dāng)轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，會(huì)因過(guò)大扭轉(zhuǎn)變形而產(chǎn)生附加軸向載荷。為了便于裝配，有時(shí)將輪胎開(kāi)出徑向切口5，但這時(shí)承載能力要顯著降低。 |
6) 膜片聯(lián)軸器
膜片聯(lián)軸器的典型結(jié)構(gòu)如下圖。其彈性元件為一定數(shù)量的很薄的多邊環(huán)形(或圓環(huán)形)金屬膜片疊合而成的膜片組，在膜片的圓周上有若干個(gè)螺栓孔，用鉸制孔用螺栓交錯(cuò)間隔與半聯(lián)軸器相聯(lián)接。這樣將彈性元件上的弧段分為交錯(cuò)受壓縮和受拉伸的兩部分，拉伸部分傳遞轉(zhuǎn)矩，壓縮部分趨向皺折。當(dāng)機(jī)組存在軸向、徑向和角位移時(shí)，金屬膜片便產(chǎn)生波狀變形。
這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，彈性元件的聯(lián)接沒(méi)有間隙，不需潤(rùn)滑，維護(hù)方便，平衡容易，質(zhì)量小，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，但扭轉(zhuǎn)彈性較低，緩沖減振性能差，主要用于載荷比較平穩(wěn)的高速傳動(dòng)。 |
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