6.1 联轴器的种类和特性
联轴器所联接的两轴,由于制造及安装误差,承载后的变形以及温度变化的影响等,往往不能保证严格的对中,而是存在着某种程度的相对位移,如图1所示。
根据对各种相对位移有无补偿能力(即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能),联轴器可分为刚性联轴器(无补偿能力)和挠性联轴器(有补偿能力)两大类。烧性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的烧性联轴器两个类别„挠性联轴器因具有挠性,故可在不同程度上补偿两轴间某种相对位移。
1.刚性联轴器
这类联轴器有套筒式、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(图心2)。这种联轴器有两种主要的结构形式:图6-2a是普通的凸缘联轴器,通常是靠铰制孔用摞栓来实现两轴对中;图6-2b对中榫的凸缘联轴器,靠一个半联轴器匕的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中D联接两个半联轴器的螺栓可以采用A级或B级的普通螺栓,此时蟝栓杆与钉孔壁间存在间隙,转矩靠半联轴器接合面的摩擦力矩来传递图6~2b;也可采用铰制孔用嫘栓,此时螺栓杆与钉孔为过渡配。
凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢,重载时或圆周速度大于30mA时应用铸钢或锻钢。
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,故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。
2.弹性联轴器
有弹性元件的联轴器因装有弹性元件,不仅可以补偿两轴间的相对位移,而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储蓄的能量愈多,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)则强度高、尺寸小而寿命较长D
联轴器在受到工作转矩r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史;^与r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 度的与定刚度的两种。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,特别适用于工作载荷 有较大变化的机器。
(1)弹性套柱销联轴器(图6-3)
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,因为通过補状的弹 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6-3)。
半联轴器的材料常用HT200,有时也采用35钢或
(2)弹性柱销联轴器
这种联轴器的结构如图6-4所示,工作时转矩是通过半联轴器、柱销而传到从动轴上去的。为了防止柱销脱落,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,但传递转矩的能力很大,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,允许被联接两轴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~+70t的范围内。
(3)梅花形弹性联轴器
这种联轴器如图6-5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,并以梅花形弹性元件取代星形弹性元件s弹性件可根据使用要求选用不同硬度的聚氨酯橡胶、铸型尼龙等材料制造,工作温度范围为-35 - + 80尤,短时工作温度可达1〇〇丈,传递的公称转矩为6〜25000N-m〇
(4)膜片联袖器
膜片联轴器的典型结构如图6-6。其弹性元件为一定数量的很薄的多边环形(或圆环形)金属膜片香合而成的膜片组,在膜片的圆周上有若干个螺检孔,用铰制孔用螺栓交错间
隔与半联轴器相联接。这样将弹性元件上的弧段分为交错受压缩和受拉伸的两部分,拉伸部分传递转矩,压缩部分趋向皱折。当机组存在轴向、径向和角位移时,金属膜片便产生波状变形。