联轴器

联轴器定义：
用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。联轴器种类繁多，按照被联接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为：①固定式联轴器。主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，结构一般较简单，容易制造，且两轴瞬时转速相同，主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。②可移式联轴器。主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方，根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如牙嵌联轴器（允许轴向位移）、十字沟槽联轴器（用来联接平行位移或角位移很小的两根轴）、万向联轴器（用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方）、齿轮联轴器（允许综合位移）、链条联轴器（允许有径向位移）等，弹性可移式联轴器（简称弹性联轴器）利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如蛇形弹簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。联轴器有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型，然后按照轴的直径计算扭矩和转速，再从有关手册中查出适用的型号，最后对某些关键零件作必要的验算。

选择联轴器类型
    根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被联接两部件的安装精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。具体选择时可考虑以下几点：
    1）所需传递的转短大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除油系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等具有高弹性的联轴器等。
    2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小、对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，例如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。
    3）两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持两轮冲格精钢对中，或工作过程中两轮将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器、例如当径向位移较大时，可选滑决联轴器；角应移较大或相交两轴的联接可选用万向联油器等。
    4）联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响；巨可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而B容易老八
5）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用性能的前提已应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器（例如弹性会柱销联轴器、弹性柱销联轮器、梅花形弹性联轴器等），由于具有良好的综合性能，广泛适用于一般的中、小功率传动。
1)    钢性连轴器
有套筒式、夹壳式、和凸缘式。其中凸缘式较为常用
   （一）刚性联轴器

平键联接与半圆键联接对比
这类联轴器有套筒式（参看上图）、夹壳式和凸缘式等。这里只介绍较为常用的凸缘联轴器.凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与两轴联接，然后用螺栓把两个半联轴器联成一体，以传递运动和转矩（图1）。这种联轴器有两种主要的结构型式：图1a是普通的凸缘联轴器，通常是靠铰制孔用螺栓来实现两轴对中；图1b是有对中样的凸线联轴器，靠一个半联轴器上的凸后与另一个半联轮器上的凹槽相配合而对中。联接两个半联轮器的螺栓可以采用A级或B级的普通螺栓．此时螺栓杆与针孔壁间存在间隙，转矩靠半联轴器接合面的摩擦力矩来传递（图1b）；也可采用铰制孔用螺栓，此时螺栓杆与钉孔为过渡配合．靠间栓杆承受挤压与剪切来传递转矩（图1a）。为了运行安全，凸线联轴器可作成带防护边的（图 1C）。
凸缘联轴器的材料可用发铸铁或碳钢，重载时或圆周速度大于 30 m／s时应用锈钢或银铜。
由于凸缘联轴器属于刚性联轴器，对所联两轴间的相对位移缺乏补偿能力．敌对两轴对中性的要求很高。当两轴有相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于构造简单、成本低、可传递较大转矩，故当转速低、无

     
冲击、轴的刚性大、对中性较好时亦常采用。
  图1：   凸缘联轴器
（二）挠性联轴器
1.无弹性元件的挠性联轴器
a.十字滑块联轴器
   这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。常用的有以下几种：
1）十字滑块联轴器
如图2: 所示，十字滑块联轴器由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3，和一个两面带
2）挠性联轴器
无缝性元件的挠性联轴器

图2: 十字滑块联轴器
这种联轴器零件的材料可用45号钢，工作表面须进行热处理，以提高其硬度；要求较低时也可用Q275钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。
    因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动，故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时；中间盘就会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。
这种联轴器一般用于转速 n＜250 r／min，轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率η=1-（3~5）fy/d，这里f为摩擦系数，一般取为0.12~0.25；y 为联轴间径向位移量，mm；d为轴径，mm。
b.     滑块联轴器

图3:    滑块联轴器   如上图3所示，这种联轴器与十字滑块联轴器相似，只是两边半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，且通常用夫布胶水制成。由于中间滑块的质量减小，又具有弹性，故允许较高的极限转速。中间滑块也可用尼龙6制成，并在配制时加入少量的石墨或二硫化铝，以便在使用时可以自行润滑。

这种联油器结构简单；尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。
c.十字轴式万向联轴器
    3)十字轴式万向联轴器
如下图4a所示，它由两个叉形接头1、3，一个中间联接件2和轴销4（包括销套及铆钉）、5所组成；轴销4与5互相垂直配置并分别把两个叉形接头与中间件2联接起来。这样，就构成了一个可动的联接。这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角（夹角a最大可达35°～45°），而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当a过大时，传动效率会显著降低。

     
这种联轴器的缺点是：当主动轴角速度。l为常数时，从动轴的角速度。。并不是常数，而是在一定范围内（ω1cosα≤ω3≤ω1cosα）变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成对使用（图4b），但应注意多装时必须保证O1轴、O3轴与中间轴之间的夹角相等，并且中间轴的两端的叉形接头应在同一平面内（图5)。只有这种双万向联轴器才可以得到ω3=ω1。
图4:   十字轴式万向联轴器

     
图5:   双万向联轴器
这种联轴器各元件的材料，除铆钉用20号钢外，其余多用合金钢，以获得较高的耐磨性及较小的尺寸。
这类联轴器结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。小型十字轴式万向联轴器已标准化，设计时可按标准选用。
d.点式联轴器
    如图6a所示，这种联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒3和两个带有外齿的内套简工所组成。两个内套商1分别用键与两轮联接，两个外套筒3用螺栓5联成一体，依靠内外齿相啮合以传递转矩。由于外项的齿顶制成椭球面，且保证与内齿咽合后具有适当的顶隙和侧隙，放在传动时，套筒1可有轴向和径向位移以及用位移（图6b）。又为了减少磨损，可由油孔4注入润滑油，并在套简工和3之间装有密封圈点以防止润滑油泄漏。

     
  
图6: 齿式联轴器
齿式联轴器中，所用齿轮的齿廓曲线为渐开线，啮合用为ZOo，齿数一般为30～80，材料一般用45号钢或ZG310－570。这类联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高；但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛应用。
e.子链联轴器
    这种链轴器是利用一条公用的双排链条2同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半链轴器1与4的联接。为了改善润滑并防止污染，一般都将联轴器密封在罩壳内。
    滚子链联轴器的特点是结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、价廉并具有一定的补偿性能和缓冲性能，但因链条的套简与其相配件间存在间隙，不宜用于逆向传动和起动频繁或立轴传动。同时由于受离心力影响也不宜用于高速传动。
  
  

     
  






图7:   滚子链联轴器
2）有弹性元件的]挠性联轴器
    这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两袖间的相对位移，而且具有缓冲减
振的能力。弹性元件所能储蓄的能量取多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大、则联轴器的减振能力愈好。这类联轴器目前应用很广，品种亦愈来愈多。
    制造弹性元件的材料有非金属和金属两种。非金属有橡胶、塑料等．其特点为质量小，价格便宜，有良好的弹性滞后性能，因而减振能力强。金属材料制成的弹性元件（主要为各种弹簧恻强度高、尺寸小而寿命较长。
    联轴器在受到工作转矩T以后，被联接两轴将因弹性元件的变形而产生相应的扭转角φ；φ与T成正比关系的弹性元件为定刚度，不成正比的为变刚度。非金属材料的弹性元件都是变刚度的，金属材料的则由其结构不同可有变刚度的与宝刚度的两种。常用非金属材料的刚度多随载荷的增大而增大，故缓冲性好，特别适用于工作载
村有较大变化的机器。
    a.改弹性套柱销联轴器（图8）

这种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。因为通过蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振。弹性套的材料常用耐油橡胶，并作成截面形状如图中网纹部分所示，以提高其弹性。半联轴器与轴的配合孔可作成圆柱形或圆锥形（图8）。
半联轴器的材料常用 HT 20O，有时也采用 35号钢或 ZG 270－500；柱销材料多用 35号钢。这种联轴器可按标准（GB 4323－84）选用，必要时应按下式验算弹性会与孔壁间的挤压应力。目和柱销的弯曲应力σb。即
  

  
式中：
  Tca——计算转矩[参见式（14-3）]，N·mm
      Z  ——柱销数目；
      D1   ——柱销中心所在的圆直径，mm；
      [σ]p——许用挤压应力，对橡胶弹性套，[σ]p－2MPa：
      [σ]b——往销的许用弯曲应力，[σ]b=0.25σS, σS为柱销材料的屈服极限，MPa；
d、s、L见图9，mm

     
      。
图9    ： 弹性套柱销联轴器
这种联轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。它适用于联接载荷平稳、许正反转或启动频繁的传递中、小传距的轴
    b.弹性柱销联轴器
    这种联轴器的结构如图I0所示，工作时转矩是因过个联轴器、件销而传到从动轴上去的。为了防止林荫脱落，在半联轴器的外侧，用螺钉固定了挡板。
    这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似，但传递转题的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轮有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合，由于尼龙柱销对温度较敏感，故使用温度限制在-20~+70℃的范围内。

     
图10：   弹性柱销联轴器
C.星形弹性联轴器

     
图11： 星形弹性联轴器
   如图11所示，两半联轴器1、3上均制有凸牙，用橡胶等类材料制成的星形弹性件2，放置在两半联轴器的凸牙之间C工作时，星形弹性件受压缩并传递转矩C这种联轴器允许轴的径④位移为02mm，偏角位移为1”30’。因为弹性件只受压不受拉，工作情况有所改善，故寿命较长。
    d.梅花性弹性联轴器
4) 梅花性弹性联轴器

     
图12：   梅花性弹性联轴器
这种联轴器如图12所示，其结构形式及工作原理与星形弹性联轴器相似，但半联轴器与轴配合的孔可作成圆柱形或圆锥形．并以梅花形弹性件取代星形弹性件。弹性键可根据使用要求选用不同硬度的聚氨酯橡队铸型尼龙等材料制造。工作温度范围为 －35~80℃，短时工作温度可达100℃，传递的公称转矩为 16～25000 N·m。
5）轮胎式联轴器
轮胎式联轴器如图13所示，用橡胶或橡胶织物制成轮胎状的弹性元件1，两端用压板2及螺钉3分别压在两个半联轴器4上。这种联轴器富有弹性，具有良好的消振能力，能有效地降低动载荷和补偿较大的轴向位移．而且绝缘性能好，运转时无噪声。缺点是径向尺寸较大；当转矩较大时，会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷。为了便于装配，有时将轮胎开出径向切口5，但这时承载能力要显著降低。

图13：   轮胎联轴器    1、6—半联轴器；2—衬套；3—垫圈；4—中间轴；5—膜片组图14： 膜片联轴器
f.膜片联轴器
膜片联轴器的典型结构如图14。其弹性元件为一定数量的很薄的多边环形（或圆环形）金属膜片汪会而成的膜片组，在膜片的圆周上有若干个螺栓孔，用校制孔用螺栓交错间闭与半联轴器相联接这样将弹性元件上的弧段分为交错至压缩和受拉伸的两部尤拉伸部分传速转矩，医缩部分趋向皱折。当矾组存在轮向、径向和角位移时，金属膜片区产生技状变形。
这种联轴器结构比较简单，弹性元件的联接没有间隙，不需润滑，维护方匣，平衡容易，质量小，对环境适应性强，但扭转弹性较低，缓冲减振性能差，主要用f载荷比较平稳的高速传动。


一、普通联轴器的分类
1.刚性联轴器：不能补偿两轴间的相对位移。无减振缓冲能力，要求两轴对中性好。
　
b     a.凸缘联轴器:结构简单、成本低、可传递较大的转矩
　
                                                      
b
b     b.套筒联轴器:结构简单
　
   
　
　
2.挠性联轴器：  依靠元件能够补偿两轴间的相对位移。有减振缓冲能力。 可在一定程度上补偿两轴间的某种位移。

　
b     

　
a.无弹性元件的挠性联轴器
b齿式联轴器
b滚子链联轴器
b滑块联轴器
b十字轴万向联轴器
　
b.有弹性元件的挠性联轴器
b弹性套柱销联轴器
b弹性柱销联轴器
b星形弹性联轴器
b轮胎式联轴器
　
　
　
二、联轴器的选择
　
一）根据工作情况和经济性综合考虑，选择类型

b1.载荷：T大小、性质（平稳、冲击）；
b2.工作转速：n；
b3.精度：位移的大小和方向
　
　
　
二）确定联轴器的型号（尺寸大小）

b 扭矩 T 大小；
b工作转速  n；
b调整轴孔直径尺寸和形状。
　
　
　
三、联轴器的功用
　
　　由于制造和安装不可能绝对精确，以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移被联两轴可能出现的相对偏移：
　　

　
图a）所示为轴向偏移
图b）所示为径向偏移
图c）所示为角向偏移
图d）所示为三种偏移同时出现的组合偏移
　












膜片联轴器是一种高性能的金属弹性元件挠性联轴器，它靠膜片的弹性变形来补偿所联接两轴的相对位移。它具有以下特点：    　1、结构紧凑，不用润滑；   　 2、强度高，使用寿命长；    　3、无旋转间隙，同步性好；    　4、不受温度和油污影响，耐酸、耐碱、防腐蚀，噪音低，环保性能好。    　膜片联轴器适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动，广泛用于各种机械装置的轴系传动，如水泵、风机、压缩机、液压机械、石油机械、印刷机械、纺织机械、化工机械、矿山机械、：冶金机械、航空、舰艇高速动力传动系统、汽轮机、活塞式动力机械传动系统，  以发电机组高速、大功率机械传动系统，经动平衡后应用于高速传动轴系已比较普遍。    　膜片联轴器与齿式联轴器相比，没有相对滑动，不需要润滑、密封，无噪音，基本不用维修，制造较方便，可部分代替齿式联轴器。   　 我公司制造的膜片联轴器符合、JB／T9147—1999之标准。  　共有以下六种型号：  1、JM I型弹性膜片联轴器  2、JMI J型弹性膜片联轴器  3、JM II型弹性膜片联轴器  4、JM II J型弹性膜片联轴器

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很全面了，学习啦

学习了，多谢楼主指教

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前些天面试，问到了联轴器

很全面了，学习啦

说的太详细了，收益匪浅。