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联轴器

我有新说法

用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接


1发展起源

英文术语

联轴器齿式联轴器:Teeth-shaft coupling
  鼓形齿式联轴器. Drum - shaped teeth-shaft coupling
  齿式联轴器. Teeth-shaft coupling
  弹性联轴器 Flexible couplings
  膜片联轴器 Diaphragm coupling
  万向节 Universal joint
  coupler 联轴器耦合器插头联接装置
  coupler 耦合器
  coupling advance 联轴节前置量
  coupling amplifier 耦合放大器
  coupling block 连接锁

coupling bolt forcer 连接螺栓压入器
  coupling bolt 联轴节螺栓
  coupling box 分线箱;联轴箱
  coupling box 联轴器箱
  万向联轴器分解图(Part of Universal Joint)
  万向联轴器(Cardan shaft)
  万向联轴器法兰(Flange of Universal Joint)
  十字轴( Gimbal)
  轴承(Bearing)
  齿轮联轴器内齿圈(Gear Coupling)
  蛇形弹簧联轴器(cardan joint)

常用术语

1、平行偏差:当两轴联接时,两轴径向间的偏差量。

2、角度偏差:当两轴联结时,两轴的偏差角度。

3、轴向偏差:当两轴联联结时,两轴在轴方向所产生的位移量。

4、联轴器转矩:当一作用力驱动一轴转动时,引作用力与轴半径相乘即为转矩(力*力臂)。抗扭刚度:当物体承受扭力作用时,在其圆周上一事实上会产生扭曲变形,而有关此变形量大小的特性则自然保护区为抗扭刚度,抗扭刚度大表示变形量小,反之抗扭刚度小,则表示变形量大。

产品标准

刚性联轴器标准

(1)BG/T 5843-2003 凸缘联轴器(2)JB/T 7006-1993 平行轴联轴器型式基本参数尺寸

无弹性元件挠性联轴器标准

(1)JB/T 3241-1991 SWP型部分轴承座十字轴式万向联轴器(代替JB 3241-83)(2)JB/T 3242-1993 SWZ型整体轴承座十字轴式万向联轴器(代替JB 3242-83)(3)JB/T 5513-2006 SWC型整体叉头十字轴式万向联轴器(JB/T 5513-1991)(4)JB/T 7341-1994 SWP、SWC型十字轴式万向联轴器 十字包型式与尺寸(5)JB/T 5901-1991 十字轴万向联轴器(6)GB/T 7549-1987 球笼式同步万万向联轴器型式、基本参数和主要尺寸(7)BG/T 7550-1987 球笼式同步万向联轴器 试验方式(8)JB/T 6140-1992 重型机械用球笼式同步万向联轴器(9)JB/T 6139-1992 球铰式万向联轴器(10)JB/T 5514-1991 TGL鼓形齿式联轴器(11)JB/T 7001-1993 WGP型带制动盘鼓形齿式联轴器型式、参数和尺寸(12)JB/T 7002-1993 WGC型带制动盘鼓形齿式联轴器型式、参数和尺寸(13)JB/T 7003-1993 WGZ型带制动盘鼓形齿式联轴器型式、参数和尺寸(14)JB/T 7004-1993 WGT型带制动盘鼓形齿式联轴器型式、参数和尺寸(15)JB/T 8854.1-1999 GCLD型鼓形齿式联轴器(代替ZBJ 19013-89)(16)JB/T 8854.2-1999 GICL、GIICL型鼓形齿式联轴器(代替ZBJ 19013-89)(17)JB/T 8854.3-1999 GICLZ、GIICLZ型鼓形齿式联轴器(代替ZBJ 19014-89)(18)JB/T 8821-1998 WGJ型接中间轴鼓形齿式联轴器(19)GB/T 6069-1985 滚子链联轴器

金属弹性元件弹性联轴器标准

(1)GB/T 12922-1991 弹性阻尼簧片联轴器(2)GB/T 14653-1993 挠性杆联轴器(3)JB/T 9147-1999 膜片联轴器(代替ZB/T J19022-90)(4)JB/T 8869-2000 蛇形弹簧联轴器(代替ZB/T J19023-90)

非金属弹性元件弹性联轴器标准

(1)BG/T 2496-1996 弹性环联轴器(代替GB 2496-81)(2)BG/T 4323-1984弹性套柱销联轴器(3)BG/T 5014-1985弹性柱销联轴器(4)BG/T 5015-1985 弹性柱销齿式联轴器(5)BG/T 5272-1985梅花形弹性联轴器(6)BG/T 5844-1986轮胎式联轴器(7)BG/T 10614-1989 芯型弹性联轴器(8)JB/T 5511-1991 H型弹性块联轴器(9)JB/T 5512-1991 多角形橡胶联轴器(10)JB/T 7849-1995 径向弹性柱销联轴器(11)JB/T 7684-1955 LAK鞍形块弹性联轴器(12)JB/T 9148-1999 弹性块联轴器(代替ZBJ 19029-90)

安全联轴器标准

(1)JB/T 5986-1992 钢砂式安全联轴器(2)JB/T 5987-1992 钢球式安全联轴器(3)JB/T 6139-1992 AMN内张摩擦式安全联轴器(4)JB/T 7355-1994 AYL型液压安全联轴器(5)JB/T 7682-1995 蛇形弹簧安全联轴器

工作环境

联轴器于各种不同主机产品配套使用,周围的工作环境比较复杂,如温度、湿度、水、蒸汽、粉尘、砂子、油、酸、碱、腐蚀介质、盐水、辐射等状况,是选择联轴器时必须考虑的重要因素之一。对于高温、低温、有油、酸、碱介质的工作质量,不宜选用以一般橡胶为弹性元件材 料的挠性联轴器,应选择金属弹 性元件挠性联轴器,例如膜片联轴器、蛇形弹簧联轴器等。

传动精度

小转矩和以传递运动为主的轴系传动,要求联轴器 具有较高的传动精度,宜选用非金属弹性元件的挠性联轴器。大转矩和传递动力的轴系传动,对传动精度没有要求,高转速时,应避免选用金属弹性元件弹性联轴器和可动元件之间的间隙的挠性联轴器,宜选用传动精度高的膜片联轴器。

2结构分类

种类

联轴器种类繁多,按照被连接两轴的相对位置和位置的变动情况,可以分为:①固定式联轴器。主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方,结构一般较简单,容易制造,且两轴瞬时转速相同,主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。②可移式联轴器。主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方,根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿,如牙嵌联轴器(允许轴向位移)、十字沟槽联轴器(用来联接平行位移或角位移很小的两根轴)、万向联轴器(用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方)、齿轮联轴器(允许综合位移)、链条联轴器(允许有径向位移)等,弹性可移式联轴器(简称弹性联轴器)利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移,同时弹性元件也具有缓冲和减振性能,如蛇形弹簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。联轴器有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型,然后按照轴的直径计算扭矩和转速,再从有关手册中查出适用的型号,后对某些关键零件作必要的验算。

分类

包括球笼式万向联轴器、圆锥碗簧联轴器 SWP、SWC型十字轴式万向联轴器十字包94)、矫正机用十字轴式万向联轴器(JB/T7846.2-95)、弹簧管联轴器 WS、WSD型十字轴式万向联轴器(JB/T5901-91)、WSH型滑动轴承十字轴式万向联轴器、ML型薄膜联轴器(SJ2127-82)、SWZ型整体轴承座十字轴式万向联轴器93。

联轴器属于机械通用零部件范畴,用来连接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接,是机械产品轴系传动常用的连接部件。20世纪后期国内外联轴器产品发展很快,在产品设计时如何从品种甚多、性能各异的各种联轴器中选用能满足机器要求的联轴器,对多数设计人员来讲,始终是一个困扰的问题。常用联轴器有膜片联轴器,齿式联轴器,梅花联轴器,滑块联轴器,鼓形齿式联轴器,万向联轴器,安全联轴器,弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。

类型特点

类型

常用的精密联轴器有:弹性联轴器,膜片联轴器,波纹管联轴器,滑块联轴器,梅花联轴器,刚性联轴器。

特点

1.弹性联轴器

(1)一体成型的金属弹性体

(2)零回转间隙、可同步运转

(3)弹性作用补偿径向、角向和轴向偏差

(4)高扭矩刚性和的灵敏度

(5)顺时针和逆时针回转特性完全相同

(6)免维护、抗油和耐腐蚀性

(7)有铝合金和不锈钢材料供选择

(8)固定方式主要有顶丝和夹紧两种。

2.膜片联轴器

(1)高刚性、高转矩、低惯性

(2)采用环形或方形弹性不锈刚片变形

(3)大扭矩承载,高扭矩刚性和的灵敏度

(4)零回转间隙、顺时针和逆时针回转特性相同

(5)免维护、超强抗油和耐腐蚀性

(6)双不锈钢膜片可补偿径向、角向、轴向偏差,单膜片则不能补偿径向偏差。

3.波纹管联轴器

(1)无齿隙、扭向刚性、连接可靠、耐腐蚀性、耐高温

(2)免维护、超强抗油,波纹管形结构补偿径向、角向和轴向偏差,偏差存在的情况下也可保持等速作动

(3)顺时针和逆进针回转特性完全相同

(4)波纹管材质有磷青铜和不锈钢供选择

(5)可适合用于精度和稳定性要求较高的系统。

4.滑块联轴器

(1)无齿隙的连接,用于小扭矩的测量传动结构简单

(2)使用方便、容易安装、节省时间、尺寸范围广、转动惯量小,便于目测检查

(3)抗油腐蚀,可电气绝缘,可供不同材料的滑块弹性体选择

(4)轴套和中间件之间的滑动能容许大径向和角向偏差,中间件的特殊凸点设计产生支撑的作用,容许较大的角度偏差,不产生弯曲力矩,侃轴心负荷降至低。

5.梅花联轴器

(1)紧凑型、无齿隙,提供三种不同硬度弹性体

(2)可吸收振动,补偿径向和角向偏差

(3)结构简单、方便维修、便于检查

(4)免维护、抗油及电气绝缘、工作温度20℃-60℃

(5)梅花弹性体有四瓣、六瓣、八瓣和十瓣

(6)固定方式有顶丝,夹紧,键槽固定。

6.刚性联轴器

(1)重量轻,超低惯性和高灵敏度

(2)免维护,超强抗油和耐腐蚀性

(3)无法容许偏心,使用时应让轴尽量外露

(4)主体材质可选铝合金/不锈钢

(5)固定方式有夹紧、顶丝固定。

联轴器主要用途(供参考)

弹性联轴器:适用于旋转编码器、步进电机

膜片联轴器:适用于伺服电机、步进电机

波纹管联轴器:适用于伺服电机

滑块联轴器:适用于普通微型电机

梅花联轴器:适用于伺服电机、步进电机

刚性联轴器:适用于伺服电机、步进电机。

具体分类

万向联轴器

万向联轴器有多种结构型式,例如:十字轴式、球笼式、球叉式、凸块式、球销式、球铰式、球铰柱塞式、三销式、三叉杆式、三球销式、铰杆式等,常用的为十字轴式,其次为球笼式,万向联轴器的共同特点是角向补偿量较大,不同结构型式万向联轴器两轴线夹角不相同,一般≤5°-45°之间。万向联轴器利用其机构的特点,使两轴不在同一轴线,存在轴线夹角的情况下能实现所联接的两轴连续回转,并可靠地传递转矩和运动。万向联轴器大的特点是具有较大的角向补偿能力,结构紧凑,传动效率高。在实际应用中根据所传递转矩大小分为重型、中型、轻型和小型。

齿式联轴器

GICL鼓型齿式联轴器

GICLZ鼓形齿式联轴器

GⅡCL鼓形齿式联轴器

GⅡCLZ鼓形齿式联轴器

GCLD鼓型齿式联轴器

TGL尼龙内齿圈联轴器

WG鼓型齿式联轴器

轮胎式联轴器

UL 型轮胎式联轴器

LA 型轮胎式联轴器

LB 型轮胎式联轴器

DL 多角形橡胶联轴器

膜片型联轴器

膜片联轴器 这种特性有点像波纹管联轴器,实际上联轴器传递扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄,所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲,因此可以 承受高达1.5度的偏差,同时在伺服 系统中产生较低的轴承负荷。膜片 联轴器常用于伺服系统中,膜片具有很好的扭矩刚性,但还是稍逊于波纹管联轴器。另一方面,膜片联轴器非常精巧,如果在使用中误用或没有正确安装则很容易损坏。膜片联轴器快易优有收录,所以保证偏差在联轴器的正常运转的承受范围之内是非常必要的。选择适合的联轴器是用好联轴器的关键一步,在设计阶段就得考虑选用什么类型的联轴器了。

膜片联轴器与齿式联轴器相比,没有相对滑动,不需要润滑、密封,无噪声,基本不用维修,制造方便,可部分代替齿式联轴器。膜片联轴器在国际上工业发达国家应用已很普遍,在我国已制订机械行业标准,已修订新的行业标准:JB/T 9147-1999(代替ZB/T J19022-90) 联轴器各转矩间的关系。


  

单节膜片联轴器

单膜片联轴器G8S,特性:大扭矩承载、高扭矩刚性和灵敏度;免维护、超强抗油和耐腐蚀性;零回转间隙;体积小巧的联轴器,总长度短 ;不锈钢膜片补偿角向轴向偏差 ;顺时针与逆时针回转特性完全相同。

双膜片联轴器G8L,特性:双膜片不锈纲膜片容许偏角,偏心及轴向偏差;免维护、超强抗油和耐腐蚀性;零回转间隙;体积小巧的联轴器,总长度长 。

星形弹性联轴器

XL 系列星形弹性联轴器

LXD单法兰星形联轴器

XLS双法兰型星形联轴器

LXZ带制动轮星形联轴器

LXP带制动盘型联轴器

LXT接中间套型联轴器

LXJ接中间轴星形联轴器

LXQ接中间轴球铰联轴器

梅花形弹性联轴器

LM(原ML)梅花联轴器

LMS(原MLS)梅花联轴器

LMD(原MLZ)梅花联轴器

LMZI(MLLI)梅花联轴器

LMZⅡ(MLLⅡ)联轴器

带制动轮梅花形弹性联轴器

弹性套柱销联轴器

标注示例如:TL6联轴器 40X112GB4323-84

具体参数参见GB4323-84

3用途应用

动力简介

在选择联轴器时应根据选用者各自实际情况和要求,综合考虑上述各种因素,从现有标准联轴器中选取适合自己需要的联轴器品种、型式和规格。一般情况下现有的标准联轴器基本可以满足不同工况的需要。

由于动力机的驱动转矩及工作机的负载载矩不稳定,以及由传动零件制造误差引起的冲击和零件不平衡离心惯性力引起的动载荷,使得传动轴系在变载荷(周期性变载荷及非周期性冲击载荷)下动行产生机械振动,这将影响机械的使用寿命和性能,破坏仪器、仪表的正常工作条件,并对轴系零件造成附加动应力,当总应力或交变应力分别超过允许限制时,会使零件产生破坏或疲劳破坏。在设计或选用传递转矩和运动用的联轴器时,应进行扭振分析和计算,其目的在于求击轴系的固有频率,以确定动力机的各阶临界转速,从而算出扭振使轴系及传动装置产生的附加载荷和应力。必要时采用减振缓冲措施,其基本原理是合理的匹配系统的质量、刚度、阻尼及干扰力的大小和频率,使传动装置不在共振区的转速范围内运转,或在运转速度内范围不出现强烈的共振现象。另一个行之有效的方法是在轴系中采用高柔度的弹性联轴器,简称高弹(性)联轴器,以降低轴系的固有频率,并利用其阻尼特性减小扭振振幅。

选用因素

联轴器品种、型式、规格很多,在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上,根据传动系统的需要来选择联轴器,首先从已经制订为标准的联轴器中选择,目前我国制订为国标和行标的有十几种,这些标准联轴器绝大多数是通用联轴器,每一种联轴器都有各自的特点和适用范围,基本能够满足多种工况的需要,一般情况下设计人员无需自行设计联轴器,只有在现有标准联轴器不能满足需要时才需自行设计联轴器。标准联轴器选购方便,价格比自行设计的非标准联轴器要便宜很多。在众多的标准联轴器中,正确选择适合自己需要的佳联轴器,关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题,也关系到机械产品的质量。

设计人员在选用联轴器时应立足于从轴系传动系统的角度需要来选择联轴器,应避免单纯的只考虑主、从动端联接选择联轴器。

动力机的机械特性

动力机到工作时之间,通过一个或数个不同品种或不同型式、规格的联轴器将主、从动端联接起来,形成轴系传动系统。在机械传动中,动力机不外乎电动机、内燃机和汽轮机。由于动力机工作原理和结构不同,其机械特性差别很大,有的运转平稳,有的运转时有冲击,对传动系统形成不等的影响。

动力机的机械特性对整个传动系统有一定的影响,不同类型的动力机,由于其机械特性不同,应选取相应的动力机系数KW,选择适合于该系统的佳联轴器。动力机的类别是选择联轴器品种的基本因素;动力机的功率是确定联轴器的规格大小的主要依据之一,与联轴器转矩成正比。

固定的机械产品传动系统中的动力机大都是电动机,运行的机械产品传动系统(例如般舶、各种车辆等)中的动力机多为内燃机,当动力机为缸数不同的内燃机时,必须考虑扭振对传动系统的影响,这种影响因素与内燃机的缸数、各缸是否正常工作有关。此时一般应选用弹性联轴器,以调整轴系固有频率,降低扭振振幅,从而减振、缓冲、保护传动装置部件,改善对中性能,提高输出功率的稳定性。

载荷类别

由于结构和材料不同,用于各个机械产品传动系统的联轴器,其承载能力差异很大。载荷类别主要是针对工作机的工作载荷的冲击、振动、正反转、制动、频繁启动等原因而形成不同类别的载荷。为便于选用计算,将传动系统的载荷分为四类。

传统系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本依据。冲击、振动和转知变化较大的工作载荷,应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器,以缓冲、减振、补偿轴线偏移,改善传动系统工作性能。起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍,是超载工作,必然缩短联轴器弹性元件使用寿命,联轴器只允许短时超载,一般短时超载不得超过公称转矩的2~3倍,即[Tmax]≥2~3Tn。

低速重载工况应避免选用只适用于中小功率的联轴器,例如:弹性套柱销联轴器、芯型弹性联轴器、多角形橡胶联轴器、轮胎式联轴器等;需控制过载安全保护的轴系,宜选用安全联轴器;载荷变化较大的并有冲击、振动的轴系,宜选择具有弹性元件且缓冲和减振效果较好的弹性联轴器。金属弹性联轴器承载能力高于非金属弹性元件弹性联轴器;弹性元件受挤压的弹性联轴器可靠性高于弹性元件受剪切的弹性联轴器。

许用转速

联轴器的许用转速范围是根据联轴器不同材料允许的线速度的大外缘尺寸,经过计算而确定。不同材料和品种、规格的联轴器许用转速范围不相同,改变联轴器的材料可提高联轴器许用转速范围,材料为钢的许用转速大于材料为铸铁的许用转速。

所联两轴相对位移

联轴器所联两轴由于制造误差、装配误差、安装误差、轴受载而产生和变形、基座变形、轴承磨损、温度变化、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。一般情况下,两轴相对位移是难以避免的,但不同工况条件下的轴系传动所产生态平衡位移方向,即轴向、径向角向以及位移量的大小有所不同。只有挠性联 轴器才具有补偿两轴相对位移的性能,因此在实际应用中 大量选择挠性联轴器。刚性联轴器不具备补偿性应用范围受到限制,因此用量很少。角向位移较大的轴系传动宜选用万向联轴器;有轴向窜动,并需控制轴向位移的轴系传动,应选用膜片联轴器;只有对中精度很高的情况下才选用刚性联轴器。

传动精度

小转矩和以传递运动为主的轴系传动,要求联轴器具有较高的传动精度,宜选用金属弹性元件的挠性联轴器。大转矩和传递动力的轴系传动,对传动精度亦有要求,高转速时,应避免选用非金属弹性元件弹性联轴器和可动元件之间有间隙的挠性联轴器,宜选用传动精度高的膜片联轴器。

尺寸、安装与维护

联轴器外形尺寸,即大径向和轴向尺寸,必须在机器设备允许的安装空间以内。间选择装拆方便、不用维护、维护周期长或维护方便、更换易损件不用移动两轴、对中调整容易的联轴器。

大型机器设备调整两轴对中较困难,应选择使用耐久和更换易损件方便的联轴器。金属弹性元件挠性联轴器一般比非金属弹性元件挠性联轴器使用寿命长。需密封润滑和使用不耐久的联轴器,必然增加维护工作量。对于长期连续运转和经济效益较高的场合,例如我国冶金企业的轧机传动系统的高增端,目 前普遍采用的是齿式联轴器,齿式联轴器虽然理论上传递转矩大,但必须在润滑和密封良好的条件下才能耐久工作,且需经常检查密封状况,注润滑油,维护工作量大,增加了辅助工时,减少了有效工作时间,影响生产效益。

工作环境

联轴器与各种不同主机产品配套作用,周围的工作环境比较复杂。对于高温、低温、有油、酸、碱介质的工作环境,不宜选用以一般橡胶为弹性元件材料的挠性联轴器,应选择金属弹性元件挠性联轴器。 弹性柱销齿式联轴器由于运转时柱销的窜动,自身噪声大,对于噪声有严格要求的场合不应选用。

制造、安装、维护和成本

在满足便用性能的前提下,应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单,而且装拆方便,可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器(例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、梅花形弹性联轴器等),由于具有良好的综合能力,广泛适用于一般的中、小功率传动。

选用程序

选用标准

设计人员在选 择联轴器时首先应在已 经制定为国家标准、机械行业标准以及获国家 的联轴器中 选择,只有在现有标准联 轴器和联轴器不能满足设计需 要时才需自己设计联轴器。

选择品种

了解联轴器(尤其是挠性联轴器)在传动系统中的综合功能,从传动系统总体设计考虑,选择联轴器品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏 移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴 器的品种。根据配 套主机的需要选择联轴器 的结构型式,当联轴器与制动器 配套使用时,宜选择带制动轮或制动盘型式的联轴器;需要过载 保护时,宜选择安全 联轴器;与法兰 联接时,宜选择 法兰式;长距离传动,联接的轴向尺寸较大时,宜选择接 中间轴型或接中间套型。

转矩计算

传动系统中动力机的功率应大于工件机所需功率。根据动力机的功率 和转速可计算得到与 动力机相联接的高速端的理论短矩T;根据工况系数K及其他有关系数,可计算联轴器的计算转矩Tc,。联轴器T与n成反比,因此低速端T大于高速端T。

初选型号

根据计算转矩Tc,从标准 系列中可选定相近似的公称转矩Tn,选型时应满足Tn≥Tc。初步选定联轴器型号(规格),从标准中可查得联轴器 的许用转速[n]和大径向尺寸D、轴向尺寸L0,就满足联轴器 转速n≤[n]。

调整型号

初步选定的 联轴器联接尺寸,即 轴孔直径d和轴孔长度L,应符合主、从动端轴径的要求,否则还要 根据轴径d调整联轴器的规格。主、从动端轴径不相 同是普通现象,当转矩、转速相同,主、从动端轴径不 相同时,应按大轴径选 择联轴器型号。新设计的传 动系统中,应选 择符合GB/T3852中规定的七种轴孔型式,推荐采用J1型轴孔型式,以提高通用性和 互换性,轴孔长度按联轴 器产品标准的规定。

联接型式

联轴器联接型式的选择取决于主、从动端与轴的联接型式,一般采用键联接,为统一键联 接型式及代号,在GB/T3852中规定了七 种键槽型式,四种无 键联接,用得较多的是A型键。

选定品种

根据动力机和联 轴器载荷类别、转速、工作环 境等综合因素,选定联轴 器品种;根据 联轴器的配套、联接情况等因 素选定联轴器型式;根据公称转矩、轴孔直径与轴孔长度选定规格(型号)。为了保证轴和键的强度,在选定联轴器型号(规格)后,应对轴和键强度做校核验算,以后确定联轴器的型号。

选择技巧

1、请依照马达的种类、用途及使用环境,选择合适的联轴器。决定联轴器型式后,请依照资料所载的尺寸、规格表决定孔径大小的组合及规格。
  
  ◆搭配伺服电机使用时
  
  伺服电机能在高速区域时传达高扭矩,适于高速、高精度的定位。可选择G8L、G8S、G7L、G7S、G6C、G6T、G6E、G5C、G5E、G3C、G3CM,也可以根据伺服电机的额定功率、额定扭矩大小来选择。各联轴器产品的规格请参照资料所载页码,伺服电机详细资料请查阅各电机制造商相关型录。以上为非搭配减速机使用时,所推荐的联轴器型式。
  
  ◆搭配步进电机使用时
  
  步进马达能在低速区域时传达高扭矩,适用于高精度的定位。可选择G1T、G2T、G2C、G3T、G3C、G6T、G6C系列联轴器。
  
  ◆搭配普通电机使用时
  可选择G6T、G6C、G4T、G4C、G9C系列联轴器。
  
  ◆搭配编码器使用时
  可选择G1T、T1TM、G3TM、G3CM、G5T系列微型弹性联轴器。
  
  ◆特殊工作环境下使用时
  
  耐腐蚀环境下可选择G1TS、T2TS、G2CS、G3TS、G3CS、G5CS等不锈钢材质的联轴器,高温环境可选择采用耐高温度材料制成的滑块联轴器G4T、G4C。
  
  2、选用时请注意资料上的额定扭矩必须大于系统负荷扭矩,额定扭矩已考虑运转时变动负荷因素,所以选定时不必再调整额定扭矩值。选择联轴器的尺寸时,请注意连续运转发生的负荷扭矩要低于额定扭矩。
  
  3、请确认设计的孔径、回转速条件不能超过资料上的大孔径、高回转速。大孔径或高回转速任一无法满足设计条件时,请变更尺寸。
  
  4、后请确认尺寸、规格表等其它数值是否也符合设计的相关条件。

安装维护

联轴器外形尺寸,即大径向 和轴向尺寸,必须在机器 设备允许的安装空间以内。应选择装拆方便、不用维护、维护周期长或维护方便、更换易损件不用移动两轴、对中调整容易的联轴器。

大型机器设备调整两轴 对中较困难,应选择使用 耐久和更换易损件方便的联轴器。金属弹性元件挠性联轴器一般比非金属弹性元件挠性联轴器的使用寿命长。需密封润滑和使用 不耐久的联轴器,必然增加维护工 作量。对于长期连续运转和经济 效益较高的场合,例如我国冶金企业的轧机传动系统高速端,目 前普遍采用的是齿式联轴器,齿式联轴器虽然理论上传递转矩大,但必须在润滑和密封良好的条件下才能耐久工作。且需经常检查密封状况,注润滑油或润滑脂,维护工作量大,增加了辅助工时,减少了有效工作时间,影响生产效益。国际上工业发达国家,已普遍选用使用寿命长、不用润滑和维护的膜片联轴顺取代鼓形齿式联轴器,不仅提高了经济效益,还可净化工作环境。在轧机传动系统选用我国研制的弹性活销联轴器和扇形块弹性联轴器,不仅具有膜片联轴器的优点,而且缓冲减振效果好,价格更便宜。

润滑保养

十字滑块式

高圆周速度约30m/s,用2号润滑脂润滑,中间滑块的旷地空闲装满脂,换脂周期1000小时,适合采用球轴承脂。高圆周速度约30m/s,用N220齿轮油润滑,中间滑块的旷地空闲装满油,换油周期1000小时,有时采用浸满油的毛毡垫。

盘式弹簧

高圆周速度约60m/s,用2号或3号润滑脂润滑,用量为装满联轴器,换脂周期12个月,对密封要求不严;高圆 周速度约150m/s,用N150、N220齿轮油润滑,要求有 足够的流量,沿轴向连续地通过联轴器。

弹簧片式

高圆周速度约30m/s,用1号润滑脂润滑,用量为装满联轴器,换脂周期1000小时,对密封要求不严。

联轴器新型号,联轴器旧型号

1.联轴器命名的原则

a 联轴器名称要有科学性、准确性;

b 联轴器名称应简短易记;

c 按联轴器的结构特点命名,但要与现有其它类似联轴器有所区别;

d 按联轴器中具有特征的主要零件(形状、特点等)命名;

e 按联轴器中主要零件特殊材料命名;

f 按传统习惯命名;

g 按上述综合因素命名;

h联轴器品种名称不得重复是联轴器命名基本的原则。

2.联轴器型号

联轴器的型号由组别代号、品种代号、型式代号、规格代号组成。

联轴器的组别代号、品种代号、型式代号,取其名称的汉语拼音字母代号,如有重复时,则取第二个字母,或名称中第二、三个字母的、第二汉语拼音字母,或选其名称中具有特点字的、第二汉语拼音字母,以在同一组别、品种、型式中相互之间不得重复为原则。

联轴器的主参数为公称转矩Tn,单位为N·m。公称转矩系列顺序号,为联轴器规格代号。

类别

组别

品种

型式

规格

名称

型号

名称

代号

名称

代号

名称

代号

刚性联轴器

 

G

凸缘式

Y

基本型

 

18

凸缘联轴器

GY

YL

有对中榫型

D

18

有对中榫凸缘联轴器

GYD

YKD

套筒式

T

   

套筒联轴器

GT

 

夹壳式

J

基本型

  

夹壳联轴器

GJ

 

立式

L

 

立式夹壳联轴器

GJN

 

径向键式

N

   

径向键凸缘联轴器

GN

GT

平行轴式

P

滚动轴承型

G

15

滚动轴承平行轴联轴器

GPG

PLG

滑动轴承型

H

15

滑动轴承平行轴联轴器

GPH

PLH

挠性联轴器

无 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器

W

滑块式

H

  

10

滑块联轴器

WH

HL

鼓形齿式

G

基本型

 

30/24

鼓形齿联轴器

WG

 

双面分体式

S

 

双面鼓形齿联轴器

WGS

 

单面分体式

D

30/25

单面鼓形齿联轴器

WGD

 

接中间轴式

J

30/25

接中间轴鼓形齿联轴器

WGJ

 

接中间套式

T

24

接中间套鼓形齿联轴器

WGT

 

垂直安装式

S

14

垂直安装鼓形齿联轴器

WGS

 

带制动轮式

Z

14

带制动轮鼓形齿联轴器

WGZ

 

带制动盘式

P

14

带制动盘鼓形齿联轴器

WGP

 

直齿式

C

   

直齿联轴器

WC

 

滚子链

Z

双排链

 

15

滚子链联轴器

WZ

GL

单排链

D

 

单排链联轴器

WZD

 

齿形链式

L

   

齿形链联轴器

WL

 

套筒链式

T

   

套筒链联轴器

WT

 

十字轴式

S

整体叉头型

C

11~13

整体叉头十字轴万向联轴器

WSC

SWC

部分轴承座型

P

14

部分轴承座十字轴万向联轴器

WSP

SWP

整体轴承座型

Z

11

整体轴承座十字轴万向联轴器

WSZ

SWZ

小型

 

8

十字轴万向联轴器

WS

 

球笼式

Q

基本型

 

9

球笼万向联轴器

WQ

QWL

大倾角型

D

7

大倾角球笼万向联轴器

WQD

QWLZ

球叉式

A

   

球叉万向联轴器

WA

 

凸块式

K

   

凸块万向联轴器

WK

 

三球销式

U

   

三球销万向联轴器

WU

 

三销式

N

   

三销万向联轴器

WN

 

铰杆式

G

   

铰杆万向联轴器

WG

 

球铰式

M

   

球铰万向联轴器

WM

 

球铰柱塞式

B

   

球铰柱塞万向联轴器

WB

 

钢球式

E

   

钢球联轴器

WE

 

三叉杆式

D

   

三叉杆万向联轴器

WD

 

球面滚子式

J

基本型

 

17

球面滚子联轴器

WJ

WJ

A型

A

16

A型球面滚子联轴器

WJA

WJA

非 金 属 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器

L

轮胎式

U

带骨架型

 

18

轮胎式联轴器

LU

UL

整体型

N

 

整体轮胎式联轴器

LUN

 

开口型

K

 

开口轮胎式联轴器

LYK

 

弹性套柱销式

T

基本型

 

13

弹性套柱销联轴器

LT

TL

带制动轮型

Z

9

带制动轮弹性套柱销联轴器

LTZ

TLL

弹性柱销式

H

基本型

 

14

弹性柱销联轴器

LH

HL

带制动轮型

Z

15

带制动轮弹性柱销联轴器

LHZ

HLL

弹性柱销齿式

Z

基本型

 

23

弹性柱销齿式联轴器

LZ

ZL

圆锥轴孔型

D

13

圆锥轴孔弹性柱销齿林联轴器

LZD

ZLD

接中间轴型

J

23

接中间轴弹性柱销齿式联轴器

LZJ

ZLZ

带制动轮型

Z

9

带制动轮弹性柱销齿式联轴器

LZZ

ZLL

梅花形

 

基本型

 

14

梅花形弹性联轴器

LM

ML

单法兰型

D

14

单法兰梅花弹性联轴器

LMD

MLZ

双法兰型

S

14

双法兰梅花弹性联轴器

LMS

MLS

分体式制动轮型

ZⅠ

13

分体式制动轮梅花型弹性联轴器

LMZI

MLL-I

整体式制动轮型

ZⅡ

13

整体式制动轮梅花型弹性联轴器

LMZⅡ

MLL-Ⅱ

凹型环式

A

   

凹型环式联轴器

LA

 

弹性套筒式

G

   

弹性套筒联轴器

LG

 

弹性板式

B

   

弹性板联轴器

LB

 

多角式

D

  

11

多角形弹性联轴器

LD

 

芯型

N

基本型

 

14

芯型弹性联轴器

LN

NL

双法兰型

S

14

双法兰芯型弹性联轴器

LNS

NLS

弹性环

X

  

16

橡胶金属环联轴器

LX

 

H型弹性块

R

基本型

A/B

13/19

H型弹性块联轴器

LR

HTLA

接中间轴型

J

10

接中间轴H型弹性块联轴器

LRJ

HTLE

带制动轮型

Z

7/9

带制动轮H型弹性块联轴器

LRZ

 

牙嵌式

高圆周速度约150m/s,用N150、N220齿轮油润滑,要求有足够的流量,沿轴向连续地通过联轴器,无密封。

举例说明

凸缘式联轴器


特点:构造简单,成本低,可传递较大转矩。不允许两轴有相对位移,无缓冲。

用途:在转速低,无冲击,轴的刚性大,对中性较好的场合应用较广。

滑块联轴器


半联轴器1.3上的凹槽与中间滑块的凸榫→移动副→可补偿两轴偏移

特点、应用:

无缓冲,移动副应加润滑→用于低速传动

弹性联轴器

特点:缓冲吸振,可补偿较大的轴向位移,微量的径向位移和角位移。

应用:正反向变化多,启动频繁的高速轴。

安全联轴器

在结构上的特点是,存在一个保险环节(如销钉可动联接等),其只能承受限定载荷。当实际载荷超过事前限定的载荷时,保险环节就发生变化,截断运动和动力的传递,从而保护机器的其余部分不致损坏,即起安全保护作用。 起动安全联轴器:除了具有过载保护作用外,还有将机器电动机的带载起动转变为近似空载起动的作用。

刚性联轴器

刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力,也不具有缓冲减震性能;但结构简单,价格便宜。只有在载荷平稳,转速稳定,能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下,才可选用刚性联轴器。

挠性联轴器

具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力,大量随型号不同而异。

无弹性元件的挠性联轴器:承载能力大,但也不具有缓冲减震性能,在高速或转速不稳定或经常正、反转时,有冲击噪声。适用于低速、重载、转速平稳的场合。

非金属弹性元件的挠性联轴器 在转速不平稳时有很好的缓冲减震性能;但由于非金属(橡胶、尼龙等)弹性元件强度低、寿命短、承载能力小、不耐高温和低温,故适用于高速、轻载和常温的场合 。

金属弹性元件的挠性联轴器:除了具有较好的缓冲减震性能外,承载能力较大,适用于速度和载荷变化较大及高温或低温场合。

4?注意问题

安全使用

联轴器是各运动机构的中间连接部件,它对各运动机构的正常运转有直接影响,因此,使用时必须注意:

①联轴器不允许有超过规定的轴心线歪斜和径向位移,以免影响其传动性能。

②凌斯联轴器的螺栓不得有松动,缺损。

③齿轮联轴器和十字滑块联轴器要定期润滑,一般2~3个月加润滑脂一次,以免轮齿剧烈磨损,造成严重后果。

④齿轮联轴器齿宽接触长度不得小于70%;其轴向窜动量不得大于5mm.

⑤联轴器不允许有裂纹存在,如有裂纹则需更换(可用小锤敲击,根据声音判断)。

⑥凌斯联轴器的键应配合紧密,不得松动。

⑦齿轮联轴器的齿厚磨损,对起升机构超过原齿厚的15%时,对运行机构超过25%时应报废,有断齿时也应报废。

⑧柱销联轴器的弹性圈,齿轮联轴器的密封圈,如有损坏老化,要注意及时更换。

常见问题

平衡等级

(1)任意一个联轴器组件的平衡等级是根据联轴器的惯性主轴线与旋转轴线之间重心位置偏心量的大可能值的平方和方根值而决定的。其不平衡量以微米表示。 (2)对联轴器组件的潜在不平衡因素前面作了介绍,确定各种类型联轴器组件的平衡等级和计算平衡的各个步骤见计算示例。 (3)联轴器平衡等级的标准分级表下表,在平衡面位置上惯性主轴线对旋转轴线所产生的大偏移以大均方根微米表示,其数值是按AGMA方法计算的联轴器平衡标准等级 联轴器平衡等级 惯性主轴线在平衡面上的大位移(均方根) 联轴器平衡等级 惯性主轴线在平衡面上的大位移(均方根)

联轴器平衡等级

惯性主轴线在平衡面上的大位移(均方根)

联轴器平衡等级

惯性主轴线在平衡面上的大位移(均方根)

4

>800

9

50

5

800

10

25

6

400

11

12

7

200

12

6

8

100

  

平衡问题

联轴器由于种种原因使其质心或惯性主轴与其加转轴线不重合,在运转时将产生不平衡离心惯性力、离心惯性偶力和动挠度(振型)的现象,称为转子的不平衡现象,这种不平衡现象必然引起轴系的振动,从而影响机器的正常工作和使用寿命,因而对其必须加以重视。不平衡的程度(不平衡量U)通常用转子的质量m和质心到转子回转轴线距离r的乘积mr来表达,称为质径积。也有用单位质量的质径积来表达的,称为偏心距e(不是几何意义上的偏心。)质径积mr是一个与转子质量有关的相对量,而偏心距e是一个与转子质量无关的量。前者比较直观,常用于具体给定转子的平衡操作,后者用于衡量转子平衡的优劣或检测平衡精度,联轴器的平衡等级标准即按e来评定。对于挠性转子则用振型偏心距(第n阶振型)en=Un/mn,Un、mn分别为第n阶振型和阶模态质量。

为了纠正或大限度地减少联轴器的不平衡量,应根据需要选择适当的平衡等级,并在产品制造完成及在机器上安装完成后,在联轴器指定的平衡(校正)平面上,通过增加或减少适当质量的方法,使之达到平衡等级要求。这个工艺过程称为平衡校正,简称平衡。

相对位移

联轴器所联两轴由于制造误差、安装误差、轴受载而产生的变形、基座变形、轴承磨损、温度变化(热胀、冷缩)、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。一般情况下,两轴相对位移是难以避免的,但不同工况条件下的轴系传动所产生的位移方向,即轴向(x)、径向(y)、角向(a)以及位移量的大小有所不同。只有挠性联轴器才具有补偿两轴相对位移的性能,因此在实际应用中大量选择挠性联轴器。刚性联轴器不具备补偿性能,应用范围受到限制,因此用量很少。

5 标准参数

 国家标准

1 GB/T4323-2002 弹性套柱销联轴器 2003-04-01实施,代替GB/T 4323-1984

2 GB/T5272-2002 梅花形弹性联轴器 2003-04-01实施,代替GB/T 5272-1985

3 GB/T5844-2002 轮胎式联轴器 2003-04-01实施,代替GB/T 5844-1986

4 GB/T6069-2002 滚子链联轴器 2003-04-01实施,代替GB/T 6069-1985

5 GB/T5014-2003 弹性柱销联轴器 2003-12-01实施,代替GB/T 5014-1985

6 GB/T5015-2003 弹性柱销齿式联轴器 2003-12-01实施,代替GB/T 5015-1985

7 GB/T5843-2003 凸缘联轴器 2003-12-01实施,代替GB/T 5843-1986

8 GB/T12458-2003 联轴器分类 2003-12-01实施,代替GB/T 12458-1990

9 GB/T12922-2008 弹性阻尼簧片联轴器 2008-09-01实施,代替GB/T 12922-1991

10 GB/T14653-2008 挠性杆联轴器 2008-09-01实施,代替GB/T 14653-1993

11 GB/T2496-2008 弹性环联轴器 2008-12-15实施,代替GB/T 2496-1996

12 GB/T3507-2008 联轴器公称转矩系列 2009-05-01实施,代替GB/T 3507-1983

13 GB/T3852-2008 联轴器轴孔和联结型式与尺寸 2009-05-01实施,代替GB/T 3852-1997

14 GB/T10614-2008 芯型弹性联轴器 2009-05-01实施,代替GB/T 10614-1989

15 GB/T7550-2008 球笼式同步万向联轴器试验方法 2009-05-01实施,代替GB/T 7550-1987

16 GB/T7549-2008 球笼式同步万向联轴器 2009-05-01实施,代替GB/T 7549-1987

17 GB/T26103.3-2010 GCLD 型鼓形齿式联轴器 2011-10-01实施

18 GB/T26103.1-2010 GⅡCL 型鼓形齿式联轴器 2011-10-01实施

19 GB/T26103.5-2010 NGCLZ型带制动轮鼓形齿式联轴器 2011-10-01实施

20 GB/T26103.4-2010 NGCL型带制动轮鼓形齿式联轴器 2011-10-01实施

21 GB/T26104-2010 WGJ 型接中间轴鼓形齿式联轴器 2011-10-01实施

22 GB/T3931-2010 联轴器术语 2011-10-01实施,代替GB/T 3931-1997

23 GB/T26663-2011 大型液压安全联轴器

24 GB/T26660-2011 SWC大型整体叉头十字轴式万向联轴器

25 GB/T26661-2011 SWP大型十字轴式万向联轴器

26 GB/T26664-2011 金属线簧联轴器

27 GB/T28700-2012 SWZ型整体轴承座十字轴式万向联轴器 2012年第24号公告

28 GB/T29027-2012 大型鼓形齿式联轴器 2012年第41号公告

29 GB/T29028-2012 SWZ型大型整体轴承座十字轴式万向联轴器 2012年第41号公告


技术参数

弹性联轴器技术参数

例:LS2-75-0304

LS2:系列号,材料为铝合金

75:外径尺寸:19.1MM,夹紧螺丝固定

03:D1轴径为:3MM

04:D2轴径为:4MM

膜片联轴器技术参数

例:LS8-C34-1014

LS8:系列号,材料为铝合金

C34:外径尺寸:34MM,夹紧螺丝固定

10:D1轴径为:11MM

14:D2轴径为:14MM

滑块联轴器技术参数

例:LS3-C50-1415

LS3:系列号,材料为铝合金

C50:外径尺寸:50MM,夹紧螺丝固定

14:D1轴径为:14MM

15:D2轴径为:15MM

梅花联轴器技术参数

例:LS10-C55-1416

LS10:系列号,材料为铝合金

C55:外径尺寸:55MM,夹紧螺丝固定

14:D1轴径为:14MM

16:D2轴径为:16MM

刚性联轴器技术参数

例:SLS9-C20-0608

SLS9:系列号,材料为合金钢

C20:外径尺寸:20MM,夹紧螺丝固定

06:D1轴径为:6MM

08:D2轴径为:8MM

参考资料

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