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聯(lián)軸器的選用

　 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)傳動的需要來選擇聯(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， 萬向聯(lián)軸器 ,每一種聯(lián)軸器都有各自的特點和適合范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設(shè)計人員無需自行設(shè)計聯(lián)軸器，只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時才自行設(shè)計聯(lián)軸器。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購方便，價格比自行設(shè)計的非標(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)系到機械產(chǎn)品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節(jié)能、傳動效率、傳動精度、經(jīng)濟性等一系列問題，也關(guān)系到機械產(chǎn)品的質(zhì)量。設(shè)計人員在選用聯(lián)軸器時應(yīng)立足于從軸系傳動的角度和需要來選擇聯(lián)軸器，應(yīng)避免單純的只考慮主、從動端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。 
　　一、選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素 
　?。ㄒ唬?動力機的機械特性 
　　 動力機到工作機之間，通過一個或數(shù)個不同品種型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動端聯(lián)接起來，形成軸系傳動系統(tǒng)。在機械傳動中，動力機不外乎電動機、內(nèi)燃機和氣輪機。由于動力機工作原理和機構(gòu)不同，其機械特性差別較大，有的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有的運轉(zhuǎn)時有沖擊，對傳動系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動力機的機械特性，將動力機分為四類，見表 1 。 
表 1 動力機系數(shù)Kw 
動力機類別代號  動力機名稱  動力機系數(shù) Kw  動力機類別代號  動力機名稱  動力機系數(shù) Kw 
Ⅰ  電動機、透平  1.0  Ⅲ  二缸內(nèi)燃機  1.4 
Ⅱ  四缸及四缸以上內(nèi)燃機  1.2  Ⅳ  單缸內(nèi)燃機  1.6 
　　動力機的機械特性對整個傳動系統(tǒng)有一定的影響，不同類別的動力機，由于其機械特性不同，應(yīng)選取相應(yīng)的動力機系數(shù) Kw ，選擇適合于該系統(tǒng)的*聯(lián)軸器。動力機的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素，動力機的功率是確定聯(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。固定的機械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)中的動力機大都是電動機，運行的機械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)（例如船舶、各種車輛等）中的動力機多為內(nèi)燃機，當(dāng)動力機為缸數(shù)不同的內(nèi)燃機時，必須考慮扭振對傳動系統(tǒng)的影響，這種影響因素與內(nèi)燃機的缸數(shù)、各缸是否正常工作有關(guān)。此時一般應(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、保護傳動裝置部件，改善對中性能，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，用于各個機械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)的聯(lián)軸器，其載荷能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機的工作載荷的沖擊、振動、正反轉(zhuǎn)、制動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計算，將傳動系統(tǒng)的載荷分為四類，見表 2 。 
表 2 載荷類別 
載荷類別  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、補償軸線偏移，改善傳動系統(tǒng)工作性能。起動頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動時的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時轉(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)軸器只允許短時超載，一般短時超載不得超過公稱轉(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；需要控制過載安全保護的軸系，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。金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯(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。 
　?。ㄈ?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)過計算而確定。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)作動平衡。高速時不應(yīng)選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器，高速時形成彈性元件變形，宜選用高精度的撓性聯(lián)軸器，目前國外用于高速的聯(lián)軸器不外乎金屬波紋管聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器。
　　（四） 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對位移 
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）、部件之間的相對運動等多種因素而產(chǎn)生相對位移。一般情況下，兩軸相對位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動所產(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)軸器才具有補償兩軸相對位移的性能，因此在實際應(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）*較大的軸系傳動宜選用萬向聯(lián)軸器，有軸向竄動，并需控制軸向位移的軸系傳動，應(yīng)選用波紋管聯(lián)軸器；只有對中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器。
（五） 聯(lián)軸器的傳動精度 
　　小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運動為主的軸系傳動，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩個傳遞動力的軸系傳動，對傳動精度亦有要求，高轉(zhuǎn)速時，應(yīng)避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動元件之間有間隙的撓性；聯(lián)軸器，宜選用傳動精度高的波紋管聯(lián)軸器。 
　　（六） 聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護 
　　聯(lián)軸器外形尺寸，即zui大徑向和軸向尺寸，必須在機器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。應(yīng)選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或者維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中間調(diào)整容易的聯(lián)軸器。大型機器設(shè)備調(diào)整兩軸對中較困難，應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護工作量。上工業(yè)發(fā)達國家，已普遍選用使用壽命長、不用潤滑和維護的波紋管聯(lián)軸器取代鼓形齒式聯(lián)軸器，不僅提高了經(jīng)濟效益，還可以凈化工作環(huán)境。

    二、選擇聯(lián)軸器的方法 
　?。ㄒ唬?選擇聯(lián)軸器品種、型式 
　　了解聯(lián)軸器（尤其是撓性聯(lián)軸器）在傳動系統(tǒng)中的綜合功能，從傳動系統(tǒng)總體設(shè)計考慮，選擇聯(lián)軸器品種、型式。根據(jù)原動機類別和工作載荷類別、工作轉(zhuǎn)速、傳動精度、兩軸偏移狀況、溫度、濕度、工作環(huán)境等綜合因素選擇聯(lián)軸器的品種。 根據(jù)配套主機的需要選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)聯(lián)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(lián)軸器；需要過載保護時；宜選擇安全聯(lián)軸器；與法蘭聯(lián)接時，宜選擇法蘭式；長距離傳動，聯(lián)接的軸向尺寸較大時，宜選擇接中間或接中間套型。 
　?。ǘ?聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計算 
　　傳動系統(tǒng)中動力機的功率應(yīng)大于工件機所需功率。根據(jù)動力機的功率和轉(zhuǎn)速可計算得到與動力機相聯(lián)接的高速端的理論轉(zhuǎn)矩 T ；根據(jù)工況系數(shù) K 及其他有關(guān)系數(shù)，可計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 Tc 。聯(lián)軸器 T 與 n 成反比，因此低速端 T 大于高速端 T 。