聯軸器
coupling
用來聯接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用。聯軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助於聯軸器與工作機相聯接。聯軸器種類繁多，按照被聯接兩軸的相對位置和位置的變動情況，可以分為：①固定式聯軸器。主要用於兩軸要求嚴格對中並在工作中不發生相對位移的地方，結構一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時轉速相同，主要有凸緣聯軸器、套筒聯軸器、夾殼聯軸器等。②可移式聯軸器。主要用於兩軸有偏斜或在工作中有相對位移的地方，根據補償位移的方法又可分為剛性可移式聯軸器和彈性可移式聯軸器。剛性可移式聯軸器利用聯軸器工作零件間構成的動聯接具有某一方向或幾個方向的活動度來補償，如牙嵌聯軸器（允許軸向位移）、十字溝槽聯軸器（用來聯接平行位移或角位移很小的兩根軸）、萬向聯軸器（用於兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方）、齒輪聯軸器（允許綜合位移）、鏈條聯軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯軸器（簡稱彈性聯軸器）利用彈性元件的彈性變形來補償兩軸的偏斜和位移，同時彈性元件也具有緩沖和減振性能，如蛇形彈簧聯軸器、徑向多層板簧聯軸器、彈性圈栓銷聯軸器、尼龍栓銷聯軸器、橡膠套筒聯軸器等。聯軸器有些已經標準化。選擇時先應根據工作要求選定合適的類型，然後按照軸的直徑計算扭矩和轉速，再從有關手冊中查出適用的型號，最後對某些關鍵零件作必要的驗算。
分類還包括球籠式萬向聯軸器圓錐碗簧聯軸器SWP、SWC型十字軸式萬向聯軸器十字包94）
矯正機用十字軸式萬向聯軸器（JB/T7846.2-95）彈簧管聯軸器WS、WSD型十字軸式萬向聯軸器（JB/T5901-91）
WSH型滑動軸承十字軸式萬向聯軸器ML型薄膜聯軸器（SJ2127-82）SWZ型整體軸承座十字軸式萬向聯軸器93
聯軸器概念：
聯軸器屬於機械通用零部件范疇，用來聯接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用。聯軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助於聯軸器與工作機相聯接，是機械產品軸系傳動最常用的聯接部件。20世紀後期國內外聯軸器產品發展很快，在產品設計時如何從品種甚多、性能各異的各種聯軸器中選用能滿足機器要求的聯軸器，對多數設計人員來講，始終是一個困擾的問題。常用聯軸器有膜片聯軸器鼓形齒式聯軸器，萬向聯軸器，安全聯軸器，彈性聯軸器及蛇形彈簧聯軸器。
典型聯軸器介紹：
１.凸緣式聯軸器
特點：構造簡單，成本低，可傳遞較大轉矩。不允許兩軸有相對位移，無緩沖。
用途：在轉速低，無沖擊，軸的剛性大，對中性較好的場合應用較廣。
２.滑塊聯軸器
半聯軸器1、3上的凹槽與中間滑塊的凸榫→移動副→可補償兩軸偏移
特點、應用：
無緩沖，移動副應加潤滑→用於低速傳動
3.彈性聯軸器
特點：緩沖吸振，可補償較大的軸向位移，微量的
徑向位移和角位移。
應用：正反向變化多，啟動頻繁的高速軸。
類別：
1：安全聯軸器：在結構上的特點是，存在一個保險環節（如銷釘可動聯接等），其隻能承受限定載荷。當實際載荷超過事前限定的載荷時，保險環節就發生變化，截斷運動和動力的傳遞，從而保護機器的其餘部分不致損壞，即起安全保護作用。起動安全聯軸器：除瞭具有過載保護作用外，還有將機器電動機的帶載起動轉變為近似空載起動的作用。
2：剛性聯軸器：剛性聯軸器不具有補償被聯兩軸軸線相對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結構簡單，價格便宜。隻有在載荷平穩，轉速穩定，能保證被聯兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯軸器。
3：撓性聯軸器：具有一定的補償被聯兩軸軸線相對偏移的能力，最大量隨型號不同而異。
無彈性元件的撓性聯軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉速不穩定或經常正、反轉時，有沖擊噪聲。適用於低速、重載、轉速平穩的場合。
非金屬彈性元件的撓性聯軸器在轉速不平穩時有很好的緩沖減震性能；但由於非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用於高速、輕載和常溫的場合
金屬彈性元件的撓性聯軸器：除瞭具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用於速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。
選擇聯軸器應考慮的因素
1、動力機的類別是選擇聯軸器品種的基本因素；動力機的功率是確定聯軸器的規格大小的主要依據之一，與聯軸器轉矩成正比。動力機到工作之間通過一個或數個不同品種或不同型式、規格的聯軸器將主、從動端起來，形成軸系傳動系統。在機械傳動中，動力機不外乎電動機、內燃機和汽輪機。由於動力機工作原理和結構的不同，其機械特性差別很大，有的運轉平穩，有的運轉時有沖擊，對傳動系統形成不等的影響。根據動力機的機械特性，應選取相應的動力機系數KW，選擇適合於該系統的最佳聯軸器。
2、傳動系統的載荷類別是選擇聯軸器品種的基本依據。沖擊、振動和轉矩變化較大的工作載荷，應選擇具有彈性元件的撓性聯軸器即彈性聯軸器，以緩沖、減振、補償軸線偏移，改善傳動系統工作性能。啟動頻繁，、正反轉、制動時的轉矩是正常平衡工作時轉矩的數倍，是超載工作，必然縮短聯軸器彈性元件使用壽命，聯軸器隻允許短間超載，一般短時間載不得超過公稱轉矩的2~3倍，即[Tmax]≥2~3Tn。
聯軸器盡寸、安裝與維護
聯軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機器設備允許的安裝空間以內。應選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中調整容易的聯軸器。
大型機器設備調整兩軸對中較困難，應選擇使用耐久和更換易損件方便的聯軸器。金屬彈性元性撓性聯軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯軸器的使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯軸器，必然增加維護工作量。對於長期連續運轉和經濟效益較高的場合，例如我國冶金企業的軋機傳動系統高速端，目前普遍采用的是齒式聯軸器，齒式聯軸器雖然理論上傳遞轉矩大，但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作。且需經常檢查密封狀況，註潤滑油或潤滑脂，維護工作量大，增加瞭輔助工時，減少瞭有效工作時間，影響生產效益。國際上工業發達國傢，已普通選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片聯軸順取代鼓形齒式聯軸器，不僅提高瞭經濟效益，還可凈化工作環境。在軋機傳動系統選用我國研制的彈性活銷聯軸器和扇形塊彈性聯軸器，不僅具有膜片聯軸器的優點，而且緩沖減振效果好，價格更便宜。
聯軸器的工作環境
聯軸器於各種不同主機產品配套使用，周圍的工作環境比較復雜，如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質、鹽水、輻射等狀況，是選擇聯軸器時必須考慮的重要因素之一。對於高溫、低溫、有油、酸、堿介質的工作質量，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯軸器，應選擇金屬彈性元件撓性聯軸器，例如膜片聯軸器、蛇形彈簧聯軸器等。
聯軸器的傳動精度
小轉矩和以傳遞運動為主的軸系傳動，要求聯軸器具有較高的傳動精度，宜選用非金屬彈性元件的撓性聯軸器。大轉矩和傳遞動力的軸系傳動，對傳動精度變有要求，高轉速時，應避免選用金屬彈性元件彈性聯軸器和可動元件之間的間隙的撓性聯軸器，宜選用傳動精度高的膜片聯軸器。
聯軸器選用程序
1、選用標準聯軸器。設計人員在選擇聯軸器時首先應在已經制定為國傢標準、機械行業標準以及獲國傢專利的聯軸器中選擇，隻有在現有標準聯軸器和專利聯軸器不能滿足設計需要時才需自己設計聯軸器。
2、選擇聯軸器品種、型式
瞭解聯軸器（尤其是撓性聯軸器）在傳動系統中的綜合功能，從傳動系統總體設計考慮，選擇聯軸器品種、型式。根據原動機類別和工作載荷類別、工作轉速、傳動精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環境等綜合因素選擇聯軸器的品種。根據配套主機的需要選擇聯軸器的結構型式，當聯軸器與制動器配套使用時，宜選擇帶制動輪或制動盤型式的聯軸器；需要過載保護時，宜選擇安全聯軸器；與法蘭聯接時，宜選擇法蘭式；長距離傳動，聯接的軸向尺寸較大時，宜選擇接中間軸型或接中間套型。
3、聯軸器轉矩計算
傳動系統中動力機的功率應大於工件機所需功率。根據動力機的功率和轉速可計算得到與動力機相聯接的高速端的理論短矩T；根據工況系數K及其他有關系數，可計算聯軸器的計算轉矩Tc，。聯軸器T與n成反比，因此低速端T大於高速端T。
4、初選聯軸器型號
根據計算轉矩Tc,從標準系列中可選定相近似的公稱轉矩Tn，選型時應滿足Tn≥Tc。初步選定聯軸器型號（規格），從標準中可查得聯軸器的許用轉速[n]和最大徑向尺寸D、軸向尺寸L0,就滿足聯軸器轉速n≤[n]。
5、根據軸徑調整型號
初步選定的聯軸器聯接尺寸，即軸孔直徑d和軸孔長度L，應符合主、從動端軸徑的要求，否則還要根據軸徑d調整聯軸器的規格。主、從動端軸徑不相同是普通現象，當轉矩、轉速相同，主、從動端軸徑不相同時，應按大軸徑選擇聯軸器型號。新設計的傳動系統中，應選擇符合GB/T3852中規定的七種軸孔型式，推薦采用J1型軸孔型式，以提高通用性和互換性，軸孔長度按聯軸器產品標準的規定。
6、選擇聯接型式
聯軸器聯接型式的選擇取決於主、從動端於軸的聯接型式，一般采用鍵聯接，為統一鍵聯接型式及代號，在GB/T3852中規定瞭七種鍵槽型式，四種無鍵聯接，用得較多的是A型鍵。
7、選定聯軸器品種、式、規格（型號）
根據動力機和聯軸器載荷類別、轉速、工作環境等綜合因素，選定聯軸器品種；根據聯軸器的配套、聯接情況等因素選定聯軸器型式；根據公稱轉矩、軸孔直徑與軸孔長度選定規格（型號）。為瞭保證軸和鍵的強度，在選定聯軸器型號（規格）後，應對軸和鍵強度做校核驗算，以最後確定聯軸器的型號。
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聯軸器產品標準（通用）
1、剛性聯軸器標準（1）BG/T 5843-1986凸緣聯軸器（2）JB/T 7006-1993平行軸聯軸器型式基本參數尺寸
2、無彈性元件撓性聯軸器標準（1）JB/T 3241-1991 SWP型部分軸承座十字軸式萬向聯軸器（代替JB 3241-83）（2）JB/T 3242-1993 SWZ型整體軸承座十字軸式萬向聯軸器（代替JB 3242-83）（3）JB/T 5513-1991 SWC型整體叉頭十字軸式萬向聯軸器（4）JB/T 7341-1994 SWP、SWC型十字軸式萬向聯軸器十字包型式與尺寸（5）JB/T 5901-1991十字軸萬向聯軸器（6）GB/T 7549-1987球籠式同步萬萬向聯軸器型式、基本參數和主要尺寸（7）BG/T 7550-1987球籠式同步萬向聯軸器試驗方式（8）JB/T 6140-1992重型機械用球籠式同步萬向聯軸器（9）JB/T 6139-1992球鉸式萬向聯軸器（10）JB/T 5514-1991 TGL鼓形齒式聯軸器（11）JB/T 7001-1993 WGP型帶制動盤鼓形齒式聯軸器型式、參數和尺寸（12）JB/T 7002-1993 WGC型帶制動盤鼓形齒式聯軸器型式、參數和尺寸（13）JB/T 7003-1993 WGZ型帶制動盤鼓形齒式聯軸器型式、參數和尺寸（14）JB/T 7004-1993 WGT型帶制動盤鼓形齒式聯軸器型式、參數和尺寸（15）JB/T 8854.1-1999 GCLD型鼓形齒式聯軸器（代替ZBJ 19013-89）（16）JB/T 8854.2-1999 GICL、GIICL型鼓形齒式聯軸器（代替ZBJ 19013-89）（17）JB/T 8854.3-1999 GICLZ、GIICLZ型鼓形齒式聯軸器（代替ZBJ 19014-89）（18）JB/T 8821-1998 WGJ型接中間軸鼓形齒式聯軸器（19）GB/T 6069-1985滾子鏈聯軸器
3、金屬彈性元件彈性聯軸器標準（1）GB/T 12922-1991彈性阻尼簧片聯軸器（2）GB/T 14653-1993撓性桿聯軸器（3）JB/T 9147-1999膜片聯軸器（代替ZB/T J19022-90）（4）JB/T 8869-2000蛇形彈簧聯軸器（代替ZB/T J19023-90）
4、非金屬彈性元件彈性聯軸器標準（1）BG/T 2496-1996彈性環聯軸器（代替GB 2496-81）（2）BG/T 4323-1984彈性套柱銷聯軸器（3）BG/T 5014-1985彈性柱銷聯軸器（4）BG/T 5015-1985彈性柱銷齒式聯軸器（5）BG/T 5272-1985梅花形彈性聯軸器（6）BG/T 5844-1986輪胎式聯軸器（7）BG/T 10614-1989芯型彈性聯軸器（8）JB/T 5511-1991 H型彈性塊聯軸器（9）JB/T 5512-1991多角形橡膠聯軸器（10）JB/T 7849-1995徑向彈性柱銷聯軸器（11）JB/T 7684-1955 LAK鞍形塊彈性聯軸器（12）JB/T 9148-1999彈性塊聯軸器（代替ZBJ 19029-90）
5、安全聯軸器標準（1）JB/T 5986-1992鋼砂式安全聯軸器（2）JB/T 5987-1992鋼球式安全聯軸器（3）JB/T 6139-1992 AMN內張摩擦式安全聯軸器（4）JB/T 7355-1994 AYL型液壓安全聯軸器（5）JB/T 7682-1995蛇形彈簧安全聯軸器
聯軸器的選用
聯軸器品種、型式、規格很多，在正確理解品種、型式、規格各自概念的基礎上，根據傳動系統的需要來選擇聯軸器，首先從已經制訂為標準的聯軸器中選擇，目前我國制訂為國標和行標的有十幾種，這些標準聯軸器絕大多數是通用聯軸器，每一種聯軸器都有各自的特點和適用范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設計人員無需自行設計聯軸器，隻有在現有標準聯軸器不能滿足需要時才需自行設計聯軸器。標準聯軸器選購方便，價格比自行設計的非標準聯軸器要便宜很多。在眾多的標準聯軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯軸器，關系到機械產品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節能、傳動效率、傳動精度、經濟性等一系列問題，也關系到機械產品的質量。
設計人員在選用聯軸器時應立足於從軸系傳動系統的角度需要來選擇聯軸器，應避免單純的隻考慮主、從動端聯接選擇聯軸器。
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