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聯(lián)軸器選用方法
閱讀：1718 發(fā)布時(shí)間：2018-5-22聯(lián)軸器的選用
聯(lián)軸器品種,、型式,、規(guī)格很多，在正確理解品種,、型式,、規(guī)格各自概念的基礎(chǔ)上，根據(jù)傳動的需要來選擇聯(lián)軸器,，首先從已經(jīng)制訂為標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器中選擇,，目前我過制訂為和行標(biāo)的聯(lián)軸器有數(shù)十種，這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器,， 萬向聯(lián)軸器 ,每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適合范圍,，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設(shè)計(jì)人員無需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器,，只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時(shí)才自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器,。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購方便，價(jià)格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多,。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中,，正確選擇適合自己需要的*聯(lián)軸器，關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動的工作性能,、可靠性,、使用壽命、振動,、噪聲,、節(jié)能、傳動效率,、傳動精度,、經(jīng)濟(jì)性等一系列問題，也關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量,。設(shè)計(jì)人員在選用聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)立足于從軸系傳動的角度和需要來選擇聯(lián)軸器,，應(yīng)避免單純的只考慮主、從動端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器,。
一,、選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素
?。ㄒ唬?動力機(jī)的機(jī)械特性
動力機(jī)到工作機(jī)之間，通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種型式,、規(guī)格的聯(lián)軸器將主,、從動端聯(lián)接起來，形成軸系傳動系統(tǒng),。在機(jī)械傳動中,，動力機(jī)不外乎電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和氣輪機(jī),。由于動力機(jī)工作原理和機(jī)構(gòu)不同,，其機(jī)械特性差別較大，有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),，有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊,，對傳動系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動力機(jī)的機(jī)械特性,，將動力機(jī)分為四類,，見表 1 。
表 1 動力機(jī)系數(shù)Kw
動力機(jī)類別代號 動力機(jī)名稱 動力機(jī)系數(shù) Kw 動力機(jī)類別代號 動力機(jī)名稱 動力機(jī)系數(shù) Kw
Ⅰ 電動機(jī),、透平 1.0 Ⅲ 二缸內(nèi)燃機(jī) 1.4
Ⅱ 四缸及四缸以上內(nèi)燃機(jī) 1.2 Ⅳ 單缸內(nèi)燃機(jī) 1.6
動力機(jī)的機(jī)械特性對整個(gè)傳動系統(tǒng)有一定的影響,，不同類別的動力機(jī)，由于其機(jī)械特性不同,，應(yīng)選取相應(yīng)的動力機(jī)系數(shù) Kw ,，選擇適合于該系統(tǒng)的*聯(lián)軸器。動力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素,，動力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之一,，與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比,。固定的機(jī)械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)中的動力機(jī)大都是電動機(jī),，運(yùn)行的機(jī)械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)（例如船舶、各種車輛等）中的動力機(jī)多為內(nèi)燃機(jī),，當(dāng)動力機(jī)為缸數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)時(shí),，必須考慮扭振對傳動系統(tǒng)的影響，這種影響因素與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù),、各缸是否正常工作有關(guān),。此時(shí)一般應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器，以調(diào)整軸系固有頻率,，降低扭振振幅,，從而減振、緩沖,、保護(hù)傳動裝置部件,，改善對中性能,，提高輸出功率的穩(wěn)定性。
?。ǘ?載荷類別
由于結(jié)構(gòu)和材料不同,，用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)的聯(lián)軸器，其載荷能力差異很大,。載荷類別主要是針對工作機(jī)的工作載荷的沖擊,、振動、正反轉(zhuǎn),、制動,、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計(jì)算,，將傳動系統(tǒng)的載荷分為四類,，見表 2 。
表 2 載荷類別
載荷類別 載荷狀況 工況系數(shù) K 載荷類別 載荷狀況 工況系數(shù) K
Ⅰ 載荷均勻,，工作平穩(wěn) 1~1.5 Ⅲ 重沖擊載荷,，頻繁正反轉(zhuǎn) 2.5~2.75
Ⅱ 中等沖擊載荷 1.5~2.5 Ⅳ 特重沖擊載荷，頻繁正反轉(zhuǎn) >2.75
傳動系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù),。沖擊,、振動和轉(zhuǎn)矩變化較大的工作載荷，應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器,，以緩沖,、減振、補(bǔ)償軸線偏移,，改善傳動系統(tǒng)工作性能,。起動頻繁、正反轉(zhuǎn),、制動時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍,，是超載工作，必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命,，聯(lián)軸器只允許短時(shí)超載,，一般短時(shí)超載不得超過公稱轉(zhuǎn)矩的 2~3 倍，即 [Tmax] ≥ 2~3T n ,。
低速工況應(yīng)避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器,，例如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器,、多角形橡膠聯(lián)軸器,、輪胎式聯(lián)軸器等；需要控制過載安全保護(hù)的軸系,，宜選用安全聯(lián)軸器,；載荷變化較大的并有沖擊,、振動的軸系，宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器,。金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器,；彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。
?。ㄈ?聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速
聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和zui大外緣尺寸,，經(jīng)過計(jì)算而確定。不同材料和品種,、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速的范圍不相同,，改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍，材料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)速,。用于 n>5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器,，應(yīng)考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素，并應(yīng)作動平衡,。高速時(shí)不應(yīng)選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器,，高速時(shí)形成彈性元件變形，宜選用高精度的撓性聯(lián)軸器,，目前國外用于高速的聯(lián)軸器不外乎金屬波紋管聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器,。
（四） 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對位移
聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差,、裝配誤差,、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生變形,、基座變形,、軸承受損、溫度變化（熱脹,、冷縮）,、部件之間的相對運(yùn)動等多種因素而產(chǎn)生相對位移。一般情況下,，兩軸相對位移是難以避免的,，但不同工況條件下的軸系傳動所產(chǎn)生的位移方向,，即軸向（ x ）,、徑向（ y ）、角向（α）以及位移量的大小有所不同,。只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對位移的性能,，因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補(bǔ)償性能,，應(yīng)用范圍受到限制,，因此用量很少,。角向（α）*較大的軸系傳動宜選用萬向聯(lián)軸器，有軸向竄動,，并需控制軸向位移的軸系傳動,，應(yīng)選用波紋管聯(lián)軸器；只有對中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器,。
（五） 聯(lián)軸器的傳動精度
小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運(yùn)動為主的軸系傳動,，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器,。大轉(zhuǎn)矩個(gè)傳遞動力的軸系傳動,，對傳動精度亦有要求，高轉(zhuǎn)速時(shí),，應(yīng)避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動元件之間有間隙的撓性,；聯(lián)軸器，宜選用傳動精度高的波紋管聯(lián)軸器,。
?。?聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護(hù)
聯(lián)軸器外形尺寸,，即zui大徑向和軸向尺寸,，必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。應(yīng)選擇裝拆方便,、不用維護(hù),、維護(hù)周期長或者維護(hù)方便、更換易損件不用移動兩軸,、對中間調(diào)整容易的聯(lián)軸器,。大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對中較困難，應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器,。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長,。需密封潤滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護(hù)工作量,。上工業(yè)發(fā)達(dá)國家,，已普遍選用使用壽命長、不用潤滑和維護(hù)的波紋管聯(lián)軸器取代鼓形齒式聯(lián)軸器,，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益,，還可以凈化工作環(huán)境。
二,、選擇聯(lián)軸器的方法
?。ㄒ唬?選擇聯(lián)軸器品種、型式
了解聯(lián)軸器（尤其是撓性聯(lián)軸器）在傳動系統(tǒng)中的綜合功能，從傳動系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)考慮,，選擇聯(lián)軸器品種,、型式。根據(jù)原動機(jī)類別和工作載荷類別,、工作轉(zhuǎn)速,、傳動精度、兩軸偏移狀況,、溫度,、濕度、工作環(huán)境等綜合因素選擇聯(lián)軸器的品種,。 根據(jù)配套主機(jī)的需要選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式,，當(dāng)聯(lián)軸器與制動器配套使用時(shí)，宜選擇帶制動輪或制動盤型式的聯(lián)軸器,；需要過載保護(hù)時(shí),；宜選擇安全聯(lián)軸器；與法蘭聯(lián)接時(shí),，宜選擇法蘭式,；長距離傳動，聯(lián)接的軸向尺寸較大時(shí),，宜選擇接中間或接中間套型,。
（二） 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計(jì)算
傳動系統(tǒng)中動力機(jī)的功率應(yīng)大于工件機(jī)所需功率,。根據(jù)動力機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速可計(jì)算得到與動力機(jī)相聯(lián)接的高速端的理論轉(zhuǎn)矩 T ,；根據(jù)工況系數(shù) K 及其他有關(guān)系數(shù)，可計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc ,。聯(lián)軸器 T 與 n 成反比,，因此低速端 T 大于高速端 T 。