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联轴器到底怎么选择?

日期:2021-06-03 点击: 192

联轴器属于通用机械部件的类别,其用于在不同机构中连接两个轴(主动轴和从动轴)并将它们一起旋转以传递扭矩。在高速重载动力传动中,一些联轴器还具有缓冲,减振和提高轴系动力性能的功能。联轴器由两部分组成,分别与驱动轴和从动轴连接。通常,动力机器通常通过联轴器与工作机器连接,联轴器是机械产品的轴系传动装置中最常用的连接部件。20世纪后期,国内外耦合产品发展迅速。如何从产品设计中不同性能的各种联轴器中选择能够满足机床要求的联轴器一直是大多数设计师的难题。常见的联轴器包括膜片联轴器、鼓齿联轴器、万向联轴器、安全联轴器、弹性联轴器和蛇形弹簧联轴器。




联轴器选择

性能要求

根据不同的工作情况,联轴器需具备以下性能:

(1)可移性。联轴器的可移性是指补偿两回转构件相对位移的能力。被连接构件间的制造和安装误差、运转中的温度变化和受载变形等因素,都对可移性提出了要求。可移性能补偿或缓解由于回转构件间的相对位移造成的轴、轴承、联轴器及其他零部件之间的附加载荷。

(2)缓冲性。对于经常负载起动或工作载荷变化的场合,联轴器中需具有起缓冲、减振作用的弹性元件,以保护原动机和工作机少受或不受损伤。

(3)安全、可靠,具有足够的强度和使用寿命。

(4)结构简单,装拆、维护方便。




选择联轴器品种、型式

了解联轴器(尤其是挠性联轴器)在传动系统中的综合功能,从传动系统总体设计考虑,选择联轴器品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴器的品种。根据配套主机的需要选择联轴器的结构型式,当联轴器与制动器配套使用时,宜选择带制动轮或制动盘型式的联轴器;需要过载保护时;宜选择安全联轴器;与法兰联接时,宜选择法兰式;长距离传动,联接的轴向尺寸较大时,宜选择接中间或接中间套型。

联轴器转矩的计算

传动系统中动力机的功率应大于工件机所需功率。根据动力机的功率和转速可计算得到与动力机相联接的高速端的理论转矩 T ;根据工况系数 K 及其他有关系数,可计算联轴器的计算转矩 Tc 。联轴器 T 与 n 成反比,因此低速端 T 大于高速端 T 。

初选联轴器型号

根据计算转矩 Tc ,从标准系列中可选定相近似的公称转矩 Tn ,选型时应满足 Tn ≥ Tc 。初步选定联轴器型号(规格),从标准中可查得联轴器的许用转速 [n] 和最大径向尺寸 D 、轴向尺寸 Lo ,应满足联轴器转速 n ≤ [n] 。

根据轴径调整型号

初步选定的联轴器联接尺寸,即轴孔直径 d 和轴孔长度 L ,应符合主、从动端轴径的要求,否则还要根据轴径 d 调整联轴器的规格。主、从动端轴径不相同是普遍现象,当转矩、转速相同,主、从动端轴径不相同时,应按大轴径选择联轴器型号。新设计的传动系统中,应选择符合 GB/T 3852 中规定的七种轴孔型式,推荐采用 J 1 型轴孔型式,以提高通用性和互换性,轴孔长度按联轴器产品标准的规定。

选择联接型式

联轴器联接型式的选择,取决于主、从动端与轴的联接型式,一般多采用键联接,为统一键联接型式及代号,在 GB/T 3852 中规定了七种键槽型式,四种无键联接,用得较多的是 A 型键(平键单键槽)。


联轴器的选配注意事项

联轴器的选择主要考虑所需传递轴转速的高低、载荷的大小、被联接两部件的安装精度等、回转的平稳性、价格等,参考各类联轴器的特性,选择一种合用的联轴器类型。

绝大多数联轴器均已标准化或规格化。设计者的任务是选用,而不是设计。选用联轴器的基本步骤如下:

1)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如,对大功率的重载传动,可选用齿式联轴器;对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动,可选用轮胎式联轴器等具有高弹性的联轴器。

2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴,应选用平衡精度高的联轴器,例如膜片联轴器等,而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。

3)两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后,难以保持两轴严格精确对中,或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时,应选用挠性联轴器。例如当径向位移较大时,可选滑块联轴器,角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。

4)联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器比较可靠;需要润滑的联轴器,其性能易受润滑完善程度的影响,且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感,而且容易老化。

5)由于制造、安装、受载变形和温度变化等原因,当安装调整后,难以保持两轴严格精确对中。存在一定程度的x、Y方向位移和偏斜角CI。当径向位移较大时,可选滑块联轴器,角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。当工作过程中两轴产生较大的附加相对位移时,应选用挠性联轴器。