聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多,在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎(chǔ)上,根據(jù)傳動(dòng)的需要來(lái)選擇聯(lián)軸器,首先從已經(jīng)制訂為標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器中選擇,目前我過(guò)制訂為和行標(biāo)的聯(lián)軸器有數(shù)十種,這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器,萬(wàn)向聯(lián)軸器,每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適合范圍,基本能夠滿足多種工況的需要,一般情況下設(shè)計(jì)人員無(wú)需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器,只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時(shí)才自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購(gòu)方便,價(jià)格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中,正確選擇適合自己需要的*聯(lián)軸器,關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)的工作性能、可靠性、使用壽命、振動(dòng)、噪聲、節(jié)能、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、經(jīng)濟(jì)性等一系列問題,也關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在選用聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)立足于從軸系傳動(dòng)的角度和需要來(lái)選擇聯(lián)軸器,應(yīng)避免單純的只考慮主、從動(dòng)端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。
一、選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素
(一) 動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性
動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)之間,通過(guò)一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端聯(lián)接起來(lái),形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中,動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和氣輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和機(jī)構(gòu)不同,其機(jī)械特性差別較大,有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性,將動(dòng)力機(jī)分為四類。萬(wàn)向聯(lián)軸器,見表 1 。
表 1 動(dòng)力機(jī)系數(shù)Kw
動(dòng)力機(jī)
類代號(hào)
動(dòng)力機(jī)
名稱
動(dòng)力機(jī)系數(shù)
Kw
動(dòng)力機(jī)
類別代號(hào)
動(dòng)力機(jī)
名稱
動(dòng)力機(jī)系數(shù)
Kw
Ⅰ
電動(dòng)機(jī)、透平
1.0
Ⅲ
二缸內(nèi)燃機(jī)
1.4
Ⅱ
四缸及四缸
以上內(nèi)燃機(jī)
1.2
Ⅳ
單缸內(nèi)燃機(jī)
1.6
動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有一定的影響,不同類別的動(dòng)力機(jī),由于其機(jī)械特性不同,應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw ,選擇適合于該系統(tǒng)的*聯(lián)軸器。動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素,動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之一,與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。固定的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力機(jī)大都是電動(dòng)機(jī),運(yùn)行的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)(例如船舶、各種車輛等)中的動(dòng)力機(jī)多為內(nèi)燃機(jī),當(dāng)動(dòng)力機(jī)為缸數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)時(shí),必須考慮扭振對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響,這種影響因素與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)、各缸是否正常工作有關(guān)。此時(shí)一般應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器,以調(diào)整軸系固有頻率,降低扭振振幅,從而減振、緩沖、保護(hù)傳動(dòng)裝置部件,改善對(duì)中性能,提高輸出功率的穩(wěn)定性。
(二) 載荷類別
由于結(jié)構(gòu)和材料不同,用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)軸器,其載荷能力差異很大。載荷類別主要是針對(duì)工作機(jī)的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng)等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計(jì)算,將傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷分為四類,見表 2 。
表 2 載荷類別
載荷別
載荷狀況
工況系數(shù) K
載荷類別
載荷狀況
工況系數(shù) K
Ⅰ
載荷均勻,工作平穩(wěn)
1~1.5
Ⅲ
重沖擊載荷,頻繁正反轉(zhuǎn)
2.5~2.75
Ⅱ
中等沖擊載荷
1.5~2.5
Ⅳ
特重沖擊載荷,頻繁正反轉(zhuǎn)
>2.75
傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩變化較大的工作載荷,應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器,以緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移,改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍,是超載工作,必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命,聯(lián)軸器只允許短時(shí)超載,一般短時(shí)超載不得超過(guò)公稱轉(zhuǎn)矩的 2~3 倍,即 [Tmax] ≥ 2~3T n 。
低速工況應(yīng)避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器,例如:彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器、多角形橡膠聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器等;需要控制過(guò)載安全保護(hù)的軸系,宜選用安全聯(lián)軸器;載荷變化較大的并有沖擊、振動(dòng)的軸系,宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器承載能力高于非金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器;彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。
(三) 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速
聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和zui大外緣尺寸,經(jīng)過(guò)計(jì)算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速的范圍不相同,改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍,材料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)速。用于 n>5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器,應(yīng)考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素,并應(yīng)作動(dòng)平衡。高速時(shí)不應(yīng)選用非金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器,高速時(shí)形成彈性元件變形,宜選用高精度的撓性聯(lián)軸器,目前國(guó)外用于高速的聯(lián)軸器不外乎膜片聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器。 萬(wàn)向聯(lián)軸器
(四) 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對(duì)位移
聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化(熱脹、冷縮)、部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生相對(duì)位移。一般情況下,兩軸相對(duì)位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸系傳動(dòng)所產(chǎn)生的位移方向,即軸向( x )、徑向( y )、角向(α)以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的性能,因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補(bǔ)償性能,應(yīng)用范圍受到限制,因此用量很少。角向(α)*較大的軸系傳動(dòng)宜選用萬(wàn)向聯(lián)軸器,有軸向竄動(dòng),并需控制軸向位移的軸系傳動(dòng),應(yīng)選用膜片聯(lián)軸器;只有對(duì)中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器