(知识点)机械通用零部件的联轴器分类及分类

日期: 2024-05-26 18:27:28|浏览: 117|编号: 51360

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联轴器属于通用机械零件范畴,是在不同机构中用来连接两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转,传递扭矩的机械零件。在高速重载动力传动中,有的联轴器还兼有缓冲、减振、改善轴系动态性能的作用。联轴器由两半组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般大多数动力机与工作机之间都是借助联轴器联接的,联轴器是机械产品轴系传动最常用的连接零件。20世纪后期,联轴器产品在国内外发展迅速。在产品设计时,如何从各种性能各异的联轴器中选用能满足机器要求的联轴器,一直是困扰大多数设计人员的问题。常见的联轴器有膜片联轴器、齿式联轴器、梅花联轴器、滑块联轴器、鼓形齿式联轴器、万向联轴器、安全联轴器、弹性联轴器和蛇形弹簧联轴器等。

联轴器分类

(1)刚性固定型-套筒联轴器

1、组成:轴套+连接件(键或销钉,传递扭矩),轴套材料:35号或45号钢。

2、特点:结构简单,径向尺寸小,成本低。

3、应用:负载不大,运转平稳,两轴严格对中,在机床行业中得到广泛的应用。

(1)刚性固定型-法兰联轴器

1、组成:两个带有法兰的半联轴器安装在轴的两端,用螺栓连接,以传递扭矩。

2、原理:铰孔螺栓连接——靠螺栓的挤压和剪切作用来传递扭矩;普通螺栓连接——靠法兰结合面上的摩擦力来传递扭矩。

3、材质:HT200-用于中等及以下扭矩,v≤35m/s;ZG270-500或35钢-用于重载、高v。

4、特点:结构简单,调心可靠,传递扭矩大,但不具备减振功能。

5、用途:转速低、轴刚性大、载荷平稳、两轴对中严格、无冲击。

总结:

对于刚性固定联轴器,由于制造、安装误差、轴的变形以及温度变化等原因,两轴不能严格对中,存在不同程度的偏移或挠度。 若采用刚性联轴器,将会引起附加动载荷,要求联轴器或离合器在结构上能适应各种形式的偏移,以保证正常工作。

两轴偏移形式

(2)刚动型—滑块联轴器

滑块联轴器结构

1、组成:两个端面上带有凹槽的半联轴器+一个两侧带有凸齿(榫)的浮动板。凸齿能在凹槽内滑动,因此能补偿安装和运转过程中两轴之间的相对位移。

2、特点:浮动盘中心的运动轨迹为圆,其直径等于两轴的偏心距e=△y。当两轴作相对位移工作时,中盘将产生很大的离心力,从而增大动载荷和磨损。因此,选用时应注意工作转速不宜大于规定值。

3.材质:两个半联轴器-45钢或ZG310-570(大尺寸);中间浮动板-45钢,表面硬化。

4、用途:径向偏移量△y大,T大,无冲击,低速传动的两轴联结。允许nmax=100~250r/min,△y≤0.04d,△α≤30′。

(2)刚动式-齿式联轴器

1、组成:两个带有外齿的半联轴器1+两个带有内齿的壳体3+连接螺栓5,靠内外齿的啮合传递扭矩。

2.特点:

①齿形为渐开线,α=20°,一般Z=30~80;

②外齿承受在椭圆面上,与内齿啮合后有适当的顶隙和侧隙,允许有较大的综合偏移量;

③壳体内存有油,用于润滑啮合齿轮;

④由于是啮合传动,传递扭矩较大;

⑤制造难度大,成本高。

3、材质:45号锻钢或铸钢,HB≥250;壳体HB≥290。

4.用途:重型机械,允许△y=2.4~6.3mm,△α<3°。因计算困难,一般按扭矩查标准,选择合适尺寸。

(2)刚动式-万向联轴器

双万向联轴器

1、组成:二个叉形接头1、3+中间十字轴2+轴销(十字轴内)-形成活连接。

2.特点:

①允许两轴间有较大的角偏移,αmax=35°~45°(但α↑η↓);

②运行过程中即使α发生变化,仍能工作,但瞬时传动比发生变化,且ω1≠ω2;

③径向尺寸小。

3、缺点:当主动轴角速度ω1一定时,从动轴角速度ω3在一定范围内变化(ω1cosα≤ω3≤ω1/cosα),→引起附加动载荷。

4.材质:合金钢40Cr、20Cr等。

5.应用领域:机床、汽车、工程机械等设备。

万向联轴器通常成对使用 - 双万向联轴器

总结:

上述联轴器的共同特点:

1、刚性部件缺乏缓冲和吸收振动的能力。

2、有零件相互间有相对滑动,磨损增加,间隙增大,当载荷和转速变化时,就会产生冲击。

3、零件间的摩擦阻力随载荷的增加而增大,当阻力达到一定程度时,零件难以移动→增加动载荷。

该类联轴器要求摩擦表面硬度较高,并需加润滑剂以减少摩擦阻力。

(3)金属弹性联轴器-膜片联轴器

1、组成:两个半联轴器+一组弹簧(6组呈放射状放置)+连接螺栓+外轮;弹簧一端固定在轮毂内,另一端嵌在外轮的楔形槽内。

2、特点:弹性大、阻尼值大、传递T大、结构紧凑、工作可靠,不受温度、灰尘等环境因素的影响。允许△y=0.45~1mm,△x=1.5~5mm,△α=0.2°。

3、应用:载荷变化较大,易产生扭转振动的轴系,如高速大功率柴油机驱动的机组。

4.特点:

联轴器受到T作用后,两连接轴将因弹性元件的变形而产生相应的扭转角φ;

恒定刚度-φ与T成比例的弹性元件称为恒定刚度;

变刚度——φ与T不成比例,为变刚度;

金属材料制成的弹性元件根据结构不同可分为变刚度弹性元件和定刚度弹性元件两类。

(3)金属弹性联轴器-蛇形联轴器

1.蛇形弹簧联轴器的特点

-优异的扭转缓冲性能

蛇形弹簧联轴器系列产品具有30%以上的优异减振能力,结合其优越的缓冲性能,能有效保护驱动装置和从动装置,延长设备的使用寿命。

-补偿位移偏差能力强

蛇形弹簧具有较高的弹性,可以在动力传递过程中,通过弹簧的伸长来吸收冲击力、补偿偏差,有助于减轻冲击载荷和集中应力。

-特殊设计,确保弹簧寿命长

采用U型轮毂齿,可以使联轴器的弹簧在工作过程中与轮毂齿逐渐贴合,这样当联轴器的载荷增大时,弹簧与轮毂齿的接触面积更大,从而可以传递更大的扭矩,并且可以将摩擦应力分散到更大的范围,减少局部摩擦应力。

此外,U型轮毂齿槽还可容纳更多润滑剂,从而增加弹簧的使用寿命。蛇形弹簧联轴器系列产品功能齐全,可满足各种场合。有多种设计和尺寸可供选择,包括卧式(H型)、立式(V型)和中间延伸型。

2.蛇形弹簧联轴器的优点

-全金属柔性联轴器保护动力传动系统免受振动和冲击。

- 锥形弹簧锁设计提供卓越的扭转缓冲。

- 高弹性、钝化合金弹簧及高精度加工,确保高性能和长寿命。

- 减振能力达30%以上,为主、从动设备提供安全保障。

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