沈陽聯軸器及其常用類型

聯軸器有很多種，每種都有分類，下面我們就沈陽聯軸器的常用類型來說明吧。聯接兩軸，并在兩軸之間傳遞運動和轉矩的裝置。離合器同樣是聯接兩軸，并在兩軸之間傳遞運動和轉矩——作用相同。區別在于：離合器可以隨時聯接或分離兩軸之間的聯接；而卻只能在停車時聯接或分離兩軸之間的聯接。

聯軸器聯接兩軸時兩軸軸線之間的偏移：

聯軸器所聯接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響，往往存在著某種程度的相對位移與偏斜，它們分別為：軸向位移、徑向位移、角度位移和綜合位移，如圖所示。

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聯軸器所聯兩軸的偏移形式

因此設計的聯軸器除能“聯接兩軸，并在兩軸之間傳遞運動和轉矩”外，還應具有對兩軸的上述偏移具有補償能力。根據聯軸器能否有“對兩軸的上述偏移”的補償能力和補償能力的大小，將聯軸器分為兩大類：

① 剛性聯軸器；② 撓性聯軸器。

1． 剛性聯軸器

教材p392圖19.2、圖19.3均是剛性聯軸器。

這種聯軸器零件少，制造簡單，成本低；與兩軸之間、及兩半聯軸器之間的聯接均是剛性聯接，聯接后的兩軸及兩半聯軸器之間可視為一個剛性的整體。

這種聯軸器對上述兩軸的偏移不具有補償能力，因此對兩軸之間的對中性要求高；由于不可能達到完全的對中，而產生附加彎矩，因此要求支承的滾動軸承要剛性大且支承穩固。

許用徑向位移：[ΔY]＝（0.002～0.005）mm（軸長時取大值）；

許用角度位移：[Δα]≤0.05 mm/m。

必須將兩軸間的偏移量調至上述許用范圍內。

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⑴ 套筒聯軸器（p392圖19.2）

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套筒聯軸器

套筒聯軸器結構簡單、徑向尺寸小、容易制造，但缺點是裝拆時因需作軸向移動而使用不太方便。

適用于載荷不大、工作平穩、兩軸嚴格對中并要求聯軸器徑向尺寸小的場合。此種聯軸器目前尚未標準化。

套筒聯軸器制成，對于不重要的場合或低速輕載的傳動也可以使用鑄鐵等材料制作；健一般用45鋼制作，銷一般用35、45鋼制作。

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⑵ 凸緣聯軸器（p392圖19.3）

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凸緣聯軸器

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GY型凸緣聯軸器

?GYS型有對中榫凸緣聯軸器

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GYH型有對中環凸緣聯軸器

以普通平鍵與兩軸聯接。

凸緣聯軸器結構簡單、成本低、傳遞的轉矩較大、應用范圍廣，并可連接不同直徑的兩軸及圓錐形軸伸；但要求兩軸的同軸度要高。適用于剛性大、轉動平穩、振動沖擊小、低轉速大轉矩的聯接場合。

兩半聯軸器常用材料：聯軸器外緣的圓周速度V≤35m/s時，可用中等強度的鑄鐵；V≤65m/s時，可選用ZG310—570，35、45鋼等。

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⑶ 夾殼聯軸器

它是由剖分的兩半聯軸器（夾殼）組成，聯接時擰緊聯接的一組螺栓夾緊兩軸，依靠在夾殼內部安裝的兩半剖分環來對中；依靠夾緊后夾殼與軸表面產生的摩擦力來傳遞轉矩。夾殼聯軸器特點是裝拆方便，不需要沿軸向移動兩軸，但它只能聯接直徑相同的兩軸。

由于外形復雜，不易平衡，且轉速過高會降低摩擦表面的摩擦力，故僅適用于轉速較低的立軸的場合。

夾殼一般用灰鑄鐵HT200制作，剖分環一般用Q275制作。

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夾殼聯軸器

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2． 撓性聯軸器；

這種聯軸器對被聯接兩軸的相對位移具有一定的補償能力。根據聯軸器補償相對位移方法的不同又可分為：

⑴?無彈性元件聯軸器 ?（又稱為可移式剛性聯軸器）

這種聯軸器是利用聯軸器工作元件間構成的動聯接來實現位移補償的。

常用的無彈性元件聯軸器有：十字滑塊聯軸器、萬向聯軸器和齒式聯軸器等。

????1）．滑塊聯軸器

滑塊聯軸器由兩個在端面上開有凹槽的半聯軸器1、3和一個兩端面均帶有凸牙的中間盤2組成，如圖11-5所示。中間圓盤兩端面的凸榫位于互相垂直的兩個直徑方向上，并在安裝時分別嵌入半聯軸器1、3的凹榫中。因為凸榫和凹榫構成滑動副，故可補償安裝及運轉時兩軸間的相對位移和偏斜。

聯軸器的常用材料為45或ZG310～570鋼；中間盤可用鑄鐵；滑動副表面（凹榫和凸榫表面）須淬硬至HRC46～50，并且在工作時須注入潤滑劑。

在高速、輕載、有較小沖擊的情況下，將金屬圓盤改為夾布膠木或尼龍的方形滑塊。

對圓環形滑塊，許用徑向位移：[ΔY]≤0.04d（d為軸的直徑）；許用角度位移：[Δα]≤30^’；

對方形滑塊，許用徑向位移：[ΔY]≤0.01d＋0.25mm；許用角度位移：[Δα]≤40^’。

滑塊聯軸器結構簡單，徑向尺寸小，但在兩軸間有偏移的情況下工作時，中間盤會產生很大的離心力，故其適用于無沖擊、低轉速（n_max=250r/min）和較大工作載荷的場合。

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十字滑塊聯軸器

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2）．萬向聯軸器

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萬向聯軸器是由分別裝在兩軸端的叉形接頭以及與叉頭相聯的十字形中間聯接件組成，如圖11-6（a）所示。這種聯軸器允許兩軸間有較大的夾角α?(最大可達35°～45°)，且機器工作時即使夾角發生改變仍可正常傳動，但α過大會使傳動效率顯著降低。

這種聯軸器的缺點是當主動軸角速度ω₁為常數時，從動軸的角速度ω₂并不是常數，而是在—定范圍內變化，這在傳動中會引起附加載荷。所以常將兩個萬向聯軸器成對使用，但安裝時應保證：

①?中間軸兩端的叉形接頭在同一平面內；

② 且應使主動軸與中間軸的夾角α₁、中間軸與從動軸的夾角α₂相等；

這樣才可保證ω₁＝ω₂，如圖11-6（b）所示。

????聯軸器的十字軸采用合金鋼（40Cr、40CrNi、20CrMo、20CrMnVB等），熱處理后表面硬度58～62HRC；其它零件為35、45鋼，熱處理后表面硬度48～52HRC。十字軸與節叉聯接處選用的軸承一般為無內外圈滾針軸承。

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3）．齒式聯軸器?

齒式聯軸器是無彈性元件聯軸器中應用較廣泛的一種，它是利用內外齒嚙合來實現兩半聯軸器的聯接。它由兩個內齒圈和兩個外齒輪軸套組成，如圖所示。安裝時兩內齒圈用螺栓聯接成一體；兩外齒輪軸套通過過盈配合（或通過鍵）與軸聯接；通過內、外齒輪的嚙合來傳遞轉矩。

????齒式聯軸器結構緊湊、承載能力大、適用速度范圍廣，但制造困難。適用于高速重載的水平軸聯接。為使聯軸器具有良好的補償兩軸綜合位移的能力，特將外齒齒頂制成球面，齒頂與齒側均留有較大的間隙，還可將外齒輪輪齒做成鼓形齒，如圖11-7（c）所示。

齒式聯軸器的許用角度位移：[Δα]＝1⁰，采用鼓形齒時，[Δα]＝3⁰，在角位移為Δα＝0.5⁰時，其許用徑向位移為[ΔY]＝0.0087L。（L為兩半聯軸器上兩外齒輪齒寬的中線間的距離。）

對于齒輪節圓速度較低的齒式聯軸器的內外齒輪可用45、ZG310～570，內齒圈、外齒輪的齒面硬度分別達到241～302HBS和269～341HBS；

對于齒輪節圓速度較高的鼓形齒式聯軸器的內外齒輪可用合金鋼35?CrMoA、35?CrMoVA等。

例如，標準鼓形齒式聯軸器的內外齒輪采用了40CrMn：經調質處理，表面采用氮化處理的，齒面硬度≥500HV；經表面淬火處理的，齒面硬度達40～45HRC。

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（a） ???????????????????????（b） ????????????（c）

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齒式聯軸器

4）．滾子鏈聯軸器

它是由兩個鏈輪式的半聯軸器和一條公用的鏈條組成，如圖11-8。鏈條可用單排或雙排的滾子鏈，但常用雙排，它比單排鏈補償性好，鏈輪的齒寬大，磨損較輕（但由于軸向尺寸較大，鏈的銷軸易于變形和磨損，影響配合件的過盈）。

其許用徑向位移為[ΔY]＝0.02p，許用軸向位移為[ΔX]＝0.15p，許用角度位移：[Δα]＝1⁰，如將鏈條的滾子制成鼓形，[Δα]可達3⁰～5⁰。（單排鏈時，取[ΔX]和 [ΔY]為上述該值的一半。）

兩半聯軸器（鏈輪）材料多用優質中碳鋼或中碳合金鋼制成。 ??

載荷平穩、轉速不高時，可采用調質處理，齒面硬度≥220HBS；有沖擊載荷及轉速較高時，齒面須經淬火（或用低碳合金鋼滲碳淬火），使齒面硬度達45HRC以上。

鏈條聯軸器結構簡單，尺寸緊湊，維護方便，可適于高溫、潮濕或多塵的場合；但在高速或逆轉的情況下，會有較大的沖擊，它不適于高速運轉，頻繁啟動，和在立軸上使用。滾子鏈聯軸器需用潤滑劑維護和保養，常用70工業齒輪油或1號、2號鈣基潤滑脂。

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⑵?彈性聯軸器 ?

這種聯軸器是利用聯軸器中彈性元件的變形來補償位移的，還具有減輕振動與沖擊的能力；但是傳遞載荷的能力不及無彈性元件聯軸器。

彈性元件分為金屬彈性元件和非金屬彈性元件，金屬彈性元件強度高、剛度大，性能穩定，金屬彈性元件聯軸器傳遞的轉矩比非金屬彈性元件聯軸器大；非金屬彈性元件制造方便且易制成各種形狀，有一定的阻尼作用。

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????1）．金屬彈性元件聯軸器

金屬彈性元件聯軸器的種類很多，都具有緩沖和消振的能力。在運轉中，聯軸器的剛度隨載荷而改變，以改善運轉性能。常用有：徑向金屬彈性元件聯軸器；軸向金屬彈性元件聯軸器；

簧片聯軸器是徑向金屬彈性元件聯軸器的一種，簧片徑向放置在聯軸器中。圖11-9為徑向簧片聯軸器傳動原理示意圖。圖11-9（a）為未加載前；圖11-9（b）為加載到最大時。

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（a）???????????????????????????????（b）

徑向簧片聯軸器示意圖

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2)．非金屬彈性元件彈性聯軸器

常用的非金屬彈性元件彈性聯軸器有：彈性套柱銷聯軸器和彈性柱銷聯軸器等。

????① 彈性套柱銷聯軸器 ??

彈性套柱銷聯軸器的構造與凸緣聯軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷代替了聯接螺栓，利用彈性套的彈性變形來補償兩軸的相對位移，如圖11-10所示。彈性套通常用硬度為邵氏A70±5，抗拉強度＞15MPa，伸長率＞300%的天然橡膠或合成橡膠制成。這種聯軸器重量輕、結構簡單，但彈性套易磨損、使用壽命較短，常用于沖擊載荷小、啟動頻繁的中、小功率傳動中。

② 彈性柱銷聯軸器

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彈性套柱銷聯軸器

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??????????????????????????????彈性柱銷聯軸器

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這種聯軸器與彈性套柱銷聯軸器很相似，僅用彈性柱銷（通常用MC尼龍6制成）將兩半聯軸器聯接起來，如圖11-11所示。它傳遞轉矩的能力較彈性套柱銷聯軸器大、結構更簡單、耐用性好，常用于軸向竄動較大、正反轉或啟動頻繁的場合。?

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3．此外，還有—些具有特殊用途的聯軸器，如安全聯軸器等。?

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二．聯軸器的選擇及計算

1．類型選擇

⑴ 對于轉速低、剛性大的短軸宜選擇剛性聯軸器；

⑵ 對于轉速低、剛性小的長軸宜選擇無彈性元件聯軸器（可移式剛性聯軸器）；

⑶ 對于傳遞大轉矩的重型機械宜選擇齒式聯軸器；

⑷ 對于高速、有振動或沖擊的軸應選擇彈性聯軸器；

⑸ 對于軸線相交的軸應選擇萬向聯軸器；

⑹ 對于有安全保護要求的應選安全聯軸器；等。

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2．型號及尺寸選擇

對于使用場合較為特殊，無合適的標準聯軸器可供選用時，可按照實際需要自行設計；對于已經標準化或雖未標準化但有資料和手冊可查的聯軸器，可按標準或手冊中所列數

據，選定聯軸器的型號和尺寸。

有些場合還需要對其中個別的關鍵零件作必要的驗算。

① 選擇聯軸器型號時，聯軸器的孔徑應包含配合軸段直徑的計算值。

② 并應同時滿足下列兩式：

T_C≤T_m?和 n≤[n]

式中?

T_m—聯軸器的額定轉矩?Nm；

[n]—聯軸器的許用轉速?r/min。

T_C—聯軸器的計算轉矩，可按下式計算：

T_C＝K T

T—名義轉矩，Nm ；K—工作情況系數，由下表查取。

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???????????????聯軸器和離合器的工作情況系數K（p397表19.1）

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注：1．剛性聯軸器選用較大的K值，彈性聯軸器選用較小的K值；

2．牙嵌式離合器K＝2～3；摩擦離合器K＝1.2～1.5；

????????3．從動件的轉動慣量小、載荷平穩時K取較小值。

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3．聯軸器的標記

聯軸器的標記構成如下：

????并約定：Y型孔、A型鍵槽的代號在標記中可予省略；

當主、從動端的兩半聯軸器軸孔和鍵槽的型式及尺寸均相同時，只標記一端，另一端省略。

示例1：

其含義為：LT3彈性套柱銷聯軸器 ?主動端：Z型軸孔，C型鍵槽，d=16 mm，L=30 mm；從動端：