滑塊聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及緩沖性能

發(fā)布時(shí)間：2019-05-05

十字滑塊聯(lián)軸器由2個(gè)在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和1個(gè)兩面帶有凸牙的中間盤組成，中心盤通過兩邊呈90°相對(duì)分布的卡槽和兩側(cè)的半聯(lián)軸器聯(lián)接在一起，從而達(dá)到傳遞扭矩的目的。因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，但不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這就要求主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間不能存在夾角。且在工作時(shí)，如果兩軸間發(fā)生相對(duì)位移，中間盤就會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動(dòng)載荷及磨損，影響聯(lián)軸器的使用。

十字滑塊聯(lián)軸器的半聯(lián)軸器與中間盤組成移動(dòng)副，這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致聯(lián)接的兩軸之間不能存在夾角的主要原因?，F(xiàn)在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，半聯(lián)軸器與中間盤組成移動(dòng)副在平面內(nèi)是一種相對(duì)移動(dòng)，若使十字滑塊聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸之間存在夾角，就需要把半聯(lián)軸器與中間盤之間的平面移動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，即改變聯(lián)軸器的形狀，但是形狀的變化會(huì)對(duì)聯(lián)軸器的聯(lián)接強(qiáng)度造成影響，這就構(gòu)成了一對(duì)技術(shù)矛盾。根據(jù)TRIZ理論的矛盾矩陣表，欲的通用工程參數(shù)是形狀，隨之惡化的通用工程參數(shù)是強(qiáng)度，即欲把半聯(lián)軸器與中間盤之間的平面移動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲面轉(zhuǎn)動(dòng)，則聯(lián)軸器強(qiáng)度隨之降低。

對(duì)弧面十字滑塊聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。一方面，半聯(lián)軸器與中間盤之間為球面副接觸，這樣半聯(lián)軸器可以以中間盤為中心進(jìn)行擺動(dòng)，補(bǔ)償兩軸之間存在的夾角；另一方面，為了兩軸間的位移補(bǔ)償，這就需要半聯(lián)軸器球面與中間盤的球面聯(lián)接有適當(dāng)?shù)奈灰瓶臻g；同時(shí)考慮到自由度問題，為了限定半聯(lián)軸器與中間盤球面的相對(duì)位移，參考十字滑塊聯(lián)軸器原有結(jié)構(gòu)，在半聯(lián)軸器球面與中間盤球面內(nèi)分別設(shè)有相對(duì)分布的凹槽和凸臺(tái)，這樣半聯(lián)軸器與中間盤就會(huì)沿著固定方向產(chǎn)生位移。

a.中間盤。中間盤在聯(lián)軸器傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩中起中轉(zhuǎn)作用，其為圓柱體結(jié)構(gòu)，兩端分別有凸起的半圓球，通過半圓球內(nèi)開有兩邊呈90°相對(duì)分布的凹槽分別與半聯(lián)軸器聯(lián)接，隨半聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)。該中間盤由外圓、凸起的半圓球和凹槽組成，整體外形尺寸為φ58mmX78mm，外圓尺寸為φ58mmX10mm，兩端半圓球直徑為φ58mm，寬度為34mm，凹槽寬度為10mm，深為34mm。

b.半聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器作為運(yùn)動(dòng)的輸入、輸出端，繞自身軸線做周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其一端開有凹進(jìn)去的半圓球，通過設(shè)有的凸臺(tái)與中間盤聯(lián)接，另一端與輸入軸或輸出軸通過鍵連接傳遞運(yùn)動(dòng)。半聯(lián)軸器由外圓、軸孔、鍵槽及凸臺(tái)組成，整體外形尺寸為φ70mmX70mm，外圓尺寸為φ70mmX40mm和φ32mmX30mm，軸孔為φ18mm深30mm，鍵槽寬為8mm，X70mm外圓端部開有凹進(jìn)的半圓，圓弧直徑為70mm，凸臺(tái)寬度為10mm，高為24mm。

滑塊聯(lián)軸器是由兩個(gè)軸套和一個(gè)中心滑塊組成。中心滑塊作為一個(gè)傳遞扭矩元件通常由工程塑料制成，情況下可選擇其它材料，比如金屬材料。中心滑塊通過兩邊呈90°相對(duì)分布的卡槽和兩側(cè)的軸套聯(lián)接在一起，從而達(dá)到傳遞扭矩的目的。中心滑塊和軸套之間用微小的壓力進(jìn)行吻合，這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中具有零間隙運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，滑塊可能會(huì)因受到磨損而失去無反沖的功能，但中心滑塊并不貴，也很容易換，換后仍能發(fā)揮其原有的性能。

滑塊聯(lián)軸器常用于一般常用電機(jī)，個(gè)別的場(chǎng)合也可以用來聯(lián)接伺服電機(jī)，在使用過程中通過中心滑塊的滑動(dòng)來糾正相對(duì)位移。因?yàn)榘肼?lián)軸器與中間盤組成移動(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。但在兩軸間有相對(duì)位移的情況下工作時(shí)，中間盤就會(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，且無劇烈沖擊處。

滑塊聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)相似，不同之處在于中間十字滑塊為方形滑塊，利用中間滑塊在其兩側(cè)半聯(lián)軸器端面的相應(yīng)徑向槽內(nèi)滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器聯(lián)接。該聯(lián)軸器噪聲大，效率低，磨損快，一般盡量不選用，只有轉(zhuǎn)速很低的場(chǎng)合，本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的滑塊聯(lián)軸器，適用于油泵裝置或其它傳遞扭矩較小的場(chǎng)合，具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移量，減震和緩沖性能；其工作溫度為-20~70°C。傳遞公稱扭矩為16~500N.m。

滑塊聯(lián)軸器零件的材料可用45鋼，工作表面需要進(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)從中間盤的油孔中注油進(jìn)行潤(rùn)滑。 因?yàn)榘肼?lián)軸器與中間盤組成移動(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。但在兩軸間有相對(duì)位移的情況下工作時(shí)，中間盤就會(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，且無劇烈沖擊處。

中心滑塊和軸套之間用微小的壓力進(jìn)行吻合，這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中具有零間隙運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，滑塊可能會(huì)因受到磨損而失去無反沖的功能，但中心滑塊并不貴，也很容易換，換后仍能發(fā)揮其原有的性能?；瑝K聯(lián)軸器常用于一般常用電機(jī)，個(gè)別的場(chǎng)合也可以用來聯(lián)接伺服電機(jī)，在使用過程中通過中心滑塊的滑動(dòng)來糾正相對(duì)位移。因?yàn)榈挚瓜鄬?duì)位移的是滑塊與軸套之間的摩擦力，因此它們之間的軸承負(fù)荷不會(huì)因?yàn)橄鄬?duì)位移的增加而加大。

滑塊聯(lián)軸器可電機(jī)自動(dòng)控制過程中軸間附加載荷，固定式本體內(nèi)部采用花鍵進(jìn)行滑移，滑移式本體內(nèi)部的內(nèi)外套能在軸向作相對(duì)滑移；該聯(lián)軸器能實(shí)現(xiàn)滑移與轉(zhuǎn)動(dòng)一體化；在等回轉(zhuǎn)達(dá)直徑情況下，較短尺寸遠(yuǎn)小于十字軸。提高載荷在工作面上分布的均勻性，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，但彈性稍有降低。 

以上半聯(lián)軸器與中間盤構(gòu)成了弧面十字滑塊聯(lián)軸器困，在建模過程中，考慮到要對(duì)結(jié)構(gòu)的三維模型導(dǎo)入軟件進(jìn)行分析，為了分析方便，忽略模型中對(duì)分析影響小的特征。