沈阳联轴器及其常用类型

联轴器有很多种，每种都有分类，下面我们就沈阳联轴器的常用类型来说明吧。联接两轴，并在两轴之间传递运动和转矩的装置。离合器同样是联接两轴，并在两轴之间传递运动和转矩——作用相同。区别在于：离合器可以随时联接或分离两轴之间的联接；而却只能在停车时联接或分离两轴之间的联接。

联轴器联接两轴时两轴轴线之间的偏移：

联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响，往往存在着某种程度的相对位移与偏斜，它们分别为：轴向位移、径向位移、角度位移和综合位移，如图所示。

联轴器所联两轴的偏移形式

因此设计的联轴器除能“联接两轴，并在两轴之间传递运动和转矩”外，还应具有对两轴的上述偏移具有补偿能力。根据联轴器能否有“对两轴的上述偏移”的补偿能力和补偿能力的大小，将联轴器分为两大类：

① 刚性联轴器；② 挠性联轴器。

1． 刚性联轴器

教材p392图19.2、图19.3均是刚性联轴器。

这种联轴器零件少，制造简单，成本低；与两轴之间、及两半联轴器之间的联接均是刚性联接，联接后的两轴及两半联轴器之间可视为一个刚性的整体。

这种联轴器对上述两轴的偏移不具有补偿能力，因此对两轴之间的对中性要求高；由于不可能达到完全的对中，而产生附加弯矩，因此要求支承的滚动轴承要刚性大且支承稳固。

许用径向位移：[ΔY]＝（0.002～0.005）mm（轴长时取大值）；

许用角度位移：[Δα]≤0.05 mm/m。

必须将两轴间的偏移量调至上述许用范围内。

⑴ 套筒联轴器（p392图19.2）

（a）                                   （b）

套筒联轴器

套筒联轴器结构简单、径向尺寸小、容易制造，但缺点是装拆时因需作轴向移动而使用不太方便。

适用于载荷不大、工作平稳、两轴严格对中并要求联轴器径向尺寸小的场合。此种联轴器目前尚未标准化。

套筒联轴器制成，对于不重要的场合或低速轻载的传动也可以使用铸铁等材料制作；健一般用45钢制作，销一般用35、45钢制作。

⑵ 凸缘联轴器（p392图19.3）

（a）                                  （b）

凸缘联轴器

GY型凸缘联轴器

 GYS型有对中榫凸缘联轴器

GYH型有对中环凸缘联轴器

以普通平键与两轴联接。

凸缘联轴器结构简单、成本低、传递的转矩较大、应用范围广，并可连接不同直径的两轴及圆锥形轴伸；但要求两轴的同轴度要高。适用于刚性大、转动平稳、振动冲击小、低转速大转矩的联接场合。

两半联轴器常用材料：联轴器外缘的圆周速度V≤35m/s时，可用中等强度的铸铁；V≤65m/s时，可选用ZG310—570，35、45钢等。

⑶ 夹壳联轴器

它是由剖分的两半联轴器（夹壳）组成，联接时拧紧联接的一组螺栓夹紧两轴，依靠在夹壳内部安装的两半剖分环来对中；依靠夹紧后夹壳与轴表面产生的摩擦力来传递转矩。夹壳联轴器特点是装拆方便，不需要沿轴向移动两轴，但它只能联接直径相同的两轴。

由于外形复杂，不易平衡，且转速过高会降低摩擦表面的摩擦力，故仅适用于转速较低的立轴的场合。

夹壳一般用灰铸铁HT200制作，剖分环一般用Q275制作。

夹壳联轴器

2． 挠性联轴器；

这种联轴器对被联接两轴的相对位移具有一定的补偿能力。根据联轴器补偿相对位移方法的不同又可分为：

⑴ 无弹性元件联轴器  （又称为可移式刚性联轴器）

这种联轴器是利用联轴器工作元件间构成的动联接来实现位移补偿的。

常用的无弹性元件联轴器有：十字滑块联轴器、万向联轴器和齿式联轴器等。

    1）．滑块联轴器

滑块联轴器由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3和一个两端面均带有凸牙的中间盘2组成，如图11-5所示。中间圆盘两端面的凸榫位于互相垂直的两个直径方向上，并在安装时分别嵌入半联轴器1、3的凹榫中。因为凸榫和凹榫构成滑动副，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移和偏斜。

联轴器的常用材料为45或ZG310～570钢；中间盘可用铸铁；滑动副表面（凹榫和凸榫表面）须淬硬至HRC46～50，并且在工作时须注入润滑剂。

在高速、轻载、有较小冲击的情况下，将金属圆盘改为夹布胶木或尼龙的方形滑块。

对圆环形滑块，许用径向位移：[ΔY]≤0.04d（d为轴的直径）；许用角度位移：[Δα]≤30^’；

对方形滑块，许用径向位移：[ΔY]≤0.01d＋0.25mm；许用角度位移：[Δα]≤40^’。

滑块联轴器结构简单，径向尺寸小，但在两轴间有偏移的情况下工作时，中间盘会产生很大的离心力，故其适用于无冲击、低转速（n_max=250r/min）和较大工作载荷的场合。

十字滑块联轴器

2）．万向联轴器

万向联轴器是由分别装在两轴端的叉形接头以及与叉头相联的十字形中间联接件组成，如图11-6（a）所示。这种联轴器允许两轴间有较大的夹角α (最大可达35°～45°)，且机器工作时即使夹角发生改变仍可正常传动，但α过大会使传动效率显著降低。

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ω₂并不是常数，而是在—定范围内变化，这在传动中会引起附加载荷。所以常将两个万向联轴器成对使用，但安装时应保证：

① 中间轴两端的叉形接头在同一平面内；

② 且应使主动轴与中间轴的夹角α₁、中间轴与从动轴的夹角α₂相等；

这样才可保证ω₁＝ω₂，如图11-6（b）所示。

    联轴器的十字轴采用合金钢（40Cr、40CrNi、20CrMo、20CrMnVB等），热处理后表面硬度58～62HRC；其它零件为35、45钢，热处理后表面硬度48～52HRC。十字轴与节叉联接处选用的轴承一般为无内外圈滚针轴承。

3）．齿式联轴器 

齿式联轴器是无弹性元件联轴器中应用较广泛的一种，它是利用内外齿啮合来实现两半联轴器的联接。它由两个内齿圈和两个外齿轮轴套组成，如图所示。安装时两内齿圈用螺栓联接成一体；两外齿轮轴套通过过盈配合（或通过键）与轴联接；通过内、外齿轮的啮合来传递转矩。

    齿式联轴器结构紧凑、承载能力大、适用速度范围广，但制造困难。适用于高速重载的水平轴联接。为使联轴器具有良好的补偿两轴综合位移的能力，特将外齿齿顶制成球面，齿顶与齿侧均留有较大的间隙，还可将外齿轮轮齿做成鼓形齿，如图11-7（c）所示。

齿式联轴器的许用角度位移：[Δα]＝1⁰，采用鼓形齿时，[Δα]＝3⁰，在角位移为Δα＝0.5⁰时，其许用径向位移为[ΔY]＝0.0087L。（L为两半联轴器上两外齿轮齿宽的中线间的距离。）

对于齿轮节圆速度较低的齿式联轴器的内外齿轮可用45、ZG310～570，内齿圈、外齿轮的齿面硬度分别达到241～302HBS和269～341HBS；

对于齿轮节圆速度较高的鼓形齿式联轴器的内外齿轮可用合金钢35 CrMoA、35 CrMoVA等。

例如，标准鼓形齿式联轴器的内外齿轮采用了40CrMn：经调质处理，表面采用氮化处理的，齿面硬度≥500HV；经表面淬火处理的，齿面硬度达40～45HRC。

（a）                        （b）             （c）

齿式联轴器

4）．滚子链联轴器

它是由两个链轮式的半联轴器和一条公用的链条组成，如图11-8。链条可用单排或双排的滚子链，但常用双排，它比单排链补偿性好，链轮的齿宽大，磨损较轻（但由于轴向尺寸较大，链的销轴易于变形和磨损，影响配合件的过盈）。

其许用径向位移为[ΔY]＝0.02p，许用轴向位移为[ΔX]＝0.15p，许用角度位移：[Δα]＝1⁰，如将链条的滚子制成鼓形，[Δα]可达3⁰～5⁰。（单排链时，取[ΔX]和 [ΔY]为上述该值的一半。）

两半联轴器（链轮）材料多用优质中碳钢或中碳合金钢制成。   

载荷平稳、转速不高时，可采用调质处理，齿面硬度≥220HBS；有冲击载荷及转速较高时，齿面须经淬火（或用低碳合金钢渗碳淬火），使齿面硬度达45HRC以上。

链条联轴器结构简单，尺寸紧凑，维护方便，可适于高温、潮湿或多尘的场合；但在高速或逆转的情况下，会有较大的冲击，它不适于高速运转，频繁启动，和在立轴上使用。滚子链联轴器需用润滑剂维护和保养，常用70工业齿轮油或1号、2号钙基润滑脂。

⑵ 弹性联轴器  

这种联轴器是利用联轴器中弹性元件的变形来补偿位移的，还具有减轻振动与冲击的能力；但是传递载荷的能力不及无弹性元件联轴器。

弹性元件分为金属弹性元件和非金属弹性元件，金属弹性元件强度高、刚度大，性能稳定，金属弹性元件联轴器传递的转矩比非金属弹性元件联轴器大；非金属弹性元件制造方便且易制成各种形状，有一定的阻尼作用。

    1）．金属弹性元件联轴器

金属弹性元件联轴器的种类很多，都具有缓冲和消振的能力。在运转中，联轴器的刚度随载荷而改变，以改善运转性能。常用有：径向金属弹性元件联轴器；轴向金属弹性元件联轴器；

簧片联轴器是径向金属弹性元件联轴器的一种，簧片径向放置在联轴器中。图11-9为径向簧片联轴器传动原理示意图。图11-9（a）为未加载前；图11-9（b）为加载到最大时。

（a）                               （b）

径向簧片联轴器示意图

2)．非金属弹性元件弹性联轴器

常用的非金属弹性元件弹性联轴器有：弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器等。

    ① 弹性套柱销联轴器   

弹性套柱销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，利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移，如图11-10所示。弹性套通常用硬度为邵氏A70±5，抗拉强度＞15MPa，伸长率＞300%的天然橡胶或合成橡胶制成。这种联轴器重量轻、结构简单，但弹性套易磨损、使用寿命较短，常用于冲击载荷小、启动频繁的中、小功率传动中。

② 弹性柱销联轴器

弹性套柱销联轴器

                              弹性柱销联轴器

这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似，仅用弹性柱销（通常用MC尼龙6制成）将两半联轴器联接起来，如图11-11所示。它传递转矩的能力较弹性套柱销联轴器大、结构更简单、耐用性好，常用于轴向窜动较大、正反转或启动频繁的场合。 

3．此外，还有—些具有特殊用途的联轴器，如安全联轴器等。 

二．联轴器的选择及计算

1．类型选择

⑴ 对于转速低、刚性大的短轴宜选择刚性联轴器；

⑵ 对于转速低、刚性小的长轴宜选择无弹性元件联轴器（可移式刚性联轴器）；

⑶ 对于传递大转矩的重型机械宜选择齿式联轴器；

⑷ 对于高速、有振动或冲击的轴应选择弹性联轴器；

⑸ 对于轴线相交的轴应选择万向联轴器；

⑹ 对于有安全保护要求的应选安全联轴器；等。

2．型号及尺寸选择

对于使用场合较为特殊，无合适的标准联轴器可供选用时，可按照实际需要自行设计；对于已经标准化或虽未标准化但有资料和手册可查的联轴器，可按标准或手册中所列数

据，选定联轴器的型号和尺寸。

有些场合还需要对其中个别的关键零件作必要的验算。

① 选择联轴器型号时，联轴器的孔径应包含配合轴段直径的计算值。

② 并应同时满足下列两式：

T_C≤T_m 和 n≤[n]

式中 

T_m—联轴器的额定转矩 Nm；

[n]—联轴器的许用转速 r/min。

T_C—联轴器的计算转矩，可按下式计算：

T_C＝K T

T—名义转矩，Nm ；K—工作情况系数，由下表查取。

               联轴器和离合器的工作情况系数K（p397表19.1）

注：1．刚性联轴器选用较大的K值，弹性联轴器选用较小的K值；

2．牙嵌式离合器K＝2～3；摩擦离合器K＝1.2～1.5；

        3．从动件的转动惯量小、载荷平稳时K取较小值。

3．联轴器的标记

联轴器的标记构成如下：

    并约定：Y型孔、A型键槽的代号在标记中可予省略；

当主、从动端的两半联轴器轴孔和键槽的型式及尺寸均相同时，只标记一端，另一端省略。

示例1：

其含义为：LT3弹性套柱销联轴器  主动端：Z型轴孔，C型键槽，d=16 mm，L=30 mm；从动端：