聯(lián)軸器對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)力過程中，一同回轉(zhuǎn)而不脫開也不改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向和扭矩大??；有些聯(lián)軸器還有補(bǔ)償兩軸相對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，對其性能的要求也愈來愈高。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，一般來說，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運(yùn)動(dòng)，只能用于被聯(lián)接兩軸安裝時(shí)能嚴(yán)格對中和工作時(shí)不會(huì)發(fā)生相對位移的場合?？梢剖絼傂月?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)有可相對移動(dòng)的聯(lián)接元件，依靠聯(lián)接元件的相對移動(dòng)來補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的對中誤差和相對位移。因此，可移式剛性聯(lián)軸器用于被聯(lián)接兩軸存在的對中誤差或相對位移的場合。

(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，可分為非金屬彈性元件和金屬彈性元件聯(lián)軸器。非金屬彈性元件的材料主要有橡膠和工程塑料，其中前者應(yīng)用較為廣泛。非金屬彈性元件的特點(diǎn)有：①彈性變形較大，且可以通過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不需潤滑，絕緣性好。

與非金屬彈性元件比較，金屬彈性元件的優(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，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位移。

可移式剛性聯(lián)軸器，依靠聯(lián)接元件間的相對可移性來補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸安裝時(shí)的對中誤差，以及工作時(shí)的相對位移。但由于聯(lián)接元件間的相對滑動(dòng)時(shí)的摩擦，難免存在的附加載荷，其大小與相對滑動(dòng)的聯(lián)接元件的結(jié)構(gòu)、制造精度、相對位移及滑動(dòng)速度的大小以及潤滑情況等有關(guān)。當(dāng)兩軸軸線位移過大時(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)充分考慮其對軸線位移的補(bǔ)償范圍，并應(yīng)注意其潤滑良好等問題。

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)。基于上述優(yōu)點(diǎn)，彈性聯(lián)軸器被加廣泛地使用。

目前，對于彈性聯(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)以及軸角檢測裝置的聯(lián)軸器，對聯(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。