聯(lián)軸器對(duì)其性能的要求及效能

發(fā)布時(shí)間：2019-06-04

聯(lián)軸器是機(jī)械產(chǎn)品中一種常用的部件，用來(lái)聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件，并在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過(guò)程中，一同回轉(zhuǎn)而不脫開(kāi)也不改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向和扭矩大小；有些聯(lián)軸器還有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和緩沖減振等功能。此外，有些聯(lián)軸器還可兼作防止傳動(dòng)軸系過(guò)載的裝置。

隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，種類不斷增加，對(duì)其性能的要求也愈來(lái)愈高。為了提高機(jī)械裝置的效能和性，機(jī)械的零部件，尤其是聯(lián)軸器，具有是重要的。因此，盡管目前有不少系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器，但由于機(jī)械種類繁多，且其載荷、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境各不相同，故還需要各種性能不同的聯(lián)軸器，以適應(yīng)不同的工況和使用要求。

目前，聯(lián)軸器種類繁多，根據(jù)不同的原則可有不同的分類，一般來(lái)說(shuō)，聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。

(1)剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器又分為固定式剛性聯(lián)軸器和可移式剛性聯(lián)軸器。固定式剛性聯(lián)軸器，如套筒聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器等，它們的聯(lián)接元件之間不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)，只能用于被聯(lián)接兩軸安裝時(shí)能嚴(yán)格對(duì)中和工作時(shí)不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移的場(chǎng)合。可移式剛性聯(lián)軸器，如十字滑塊聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器和齒輪聯(lián)軸器等，設(shè)計(jì)有可相對(duì)移動(dòng)的聯(lián)接元件，依靠聯(lián)接元件的相對(duì)移動(dòng)來(lái)補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的對(duì)中誤差和相對(duì)位移。因此，可移式剛性聯(lián)軸器用于被聯(lián)接兩軸存在的對(duì)中誤差或相對(duì)位移的場(chǎng)合。

(2)彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器具有能產(chǎn)生較大彈性變形和阻尼作用的彈性元件，依靠彈性元件補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移，還能起緩沖和吸振的作用。

彈性聯(lián)軸器中的彈性元件是指富于彈性、具有類似彈簧功能的傳扭零件，是彈性聯(lián)軸器中極為重要的零件，彈性聯(lián)軸器工作性能的好壞，主要取決于彈性元件的性能。要適用于某一傳動(dòng)且性能優(yōu)良的彈性聯(lián)軸器，關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)好其中的彈性元件。對(duì)于彈性元件的一般要求如下：

(a)具有較高的彈性和阻尼，剛度恒定且，以裝有聯(lián)軸器的軸系動(dòng)力特性相對(duì)穩(wěn)定。

(b)在相同條件下能貯存較大的變形能，以獲得較好的緩沖和振動(dòng)效果。

(c)結(jié)構(gòu)合理，工藝性好。

(d)體積小、重量輕。

根據(jù)彈性元件材料的不同，可分為非金屬?gòu)椥栽徒饘購(gòu)椥栽?lián)軸器。非金屬?gòu)椥栽牟牧现饕邢鹉z和工程塑料，其中前者應(yīng)用較為廣泛。非金屬?gòu)椥栽奶攸c(diǎn)有：①?gòu)椥宰冃屋^大，且可以通過(guò)改變材料成分不同的彈性模量而滿足工程需要的剛度特性。②容易加工成復(fù)雜的幾何形狀，好地滿足實(shí)際的工程需求。③阻尼特性好，緩和沖擊和振動(dòng)好。④不需潤(rùn)滑，絕緣性好。

與非金屬?gòu)椥栽容^，金屬?gòu)椥栽膬?yōu)點(diǎn)有：①疲勞，承載能力大，有利于減小聯(lián)軸器的尺寸和減輕重量。②好，使用壽命長(zhǎng)，在一般工作環(huán)境中，機(jī)械性能穩(wěn)定，不會(huì)老化變質(zhì)，可以長(zhǎng)期存放，受環(huán)境影響小，工作范圍廣。③彈性模量大而穩(wěn)定，不受工藝條件和結(jié)構(gòu)因素的影響，容易控制聯(lián)軸器的動(dòng)力特性。

聯(lián)軸器使用過(guò)程中，由于制造精度、安裝誤差、工作時(shí)軸的變形、軸承的磨損，以及支座的下沉等原因，被聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸軸線常不可避免地存在的不同軸，即兩軸軸線存在相對(duì)位移。

可移式剛性聯(lián)軸器，依靠聯(lián)接元件間的相對(duì)可移性來(lái)補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸安裝時(shí)的對(duì)中誤差，以及工作時(shí)的相對(duì)位移。但由于聯(lián)接元件間的相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦，難免存在的附加載荷，其大小與相對(duì)滑動(dòng)的聯(lián)接元件的結(jié)構(gòu)、制造精度、相對(duì)位移及滑動(dòng)速度的大小以及潤(rùn)滑情況等有關(guān)。當(dāng)兩軸軸線位移過(guò)大時(shí)，附加載荷顯著加大，將加劇聯(lián)接元件的磨損。選用可移式剛性聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)充分考慮其對(duì)軸線位移的補(bǔ)償范圍，并應(yīng)注意其潤(rùn)滑良好等問(wèn)題。

彈性聯(lián)軸器，依靠聯(lián)軸器中彈性元件的彈性變形補(bǔ)償所聯(lián)接兩軸的相對(duì)位移。與可移式剛性聯(lián)軸器相比，彈性聯(lián)軸器具有高扭矩剛性、靈敏性、順時(shí)針和逆時(shí)針回轉(zhuǎn)特性相同、零回轉(zhuǎn)間隙、免維護(hù)、抗油和性等特點(diǎn)?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，彈性聯(lián)軸器被加廣泛地使用。

目前，對(duì)于彈性聯(lián)軸器的研究主要包括以下兩個(gè)方面：一方面是用于重型設(shè)備，如船舶、風(fēng)電機(jī)組等高速大功率的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)聯(lián)軸器的強(qiáng)度、剛度和壽命有很高的要求，所以其研究方向主要是聯(lián)軸器內(nèi)部的應(yīng)力分布、強(qiáng)度、剛度與疲勞分析，以及相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。另一方面是用于傳動(dòng)、伺服傳動(dòng)以及軸角檢測(cè)裝置的聯(lián)軸器，對(duì)聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度有很高的要求。聯(lián)軸器連接的兩根軸一般情況下都存在安裝誤差，的彈性聯(lián)軸器從原理和結(jié)構(gòu)上應(yīng)能較大限度減小由安裝誤差引起的轉(zhuǎn)角誤差，所以如何減小轉(zhuǎn)角誤差就是聯(lián)軸器所要研究的重要課題。