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)制訂為標準的聯(lián)軸器中選擇,目前我過制訂為和行標的聯(lián)軸器有數(shù)十種,這些標準聯(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,一般情況下設計人員無需自行設計聯(lián)軸器,只有在現(xiàn)有標準聯(lián)軸器不能滿足需要時才自行設計聯(lián)軸器。標準聯(lián)軸器選購方便,價格比自行設計的非標準聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標準聯(lián)軸器中,正確選擇適合自己需要的*聯(lián)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(jié)能、傳動效率、傳動精度、經(jīng)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(lián)軸器時應立足于從軸系傳動的角度和需要來選擇聯(lián)軸器,應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)軸器應考慮的因素
(一) 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、內燃機和氣輪機。由于動力機工作原理和機構不同,其機械特性差別較大,有的運轉平穩(wěn),有的運轉時有沖擊,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。萬向聯(lián)軸器,見表 1 。
表 1 動力機系數(shù)Kw
動力機
類代號
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
二缸內燃機
1.4
Ⅱ
四缸及四缸
以上內燃機
1.2
Ⅳ
單缸內燃機
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,應選取相應的動力機系數(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)軸器轉矩成正比。固定的機械產品傳動系統(tǒng)中的動力機大都是電動機,運行的機械產品傳動系統(tǒng)(例如船舶、各種車輛等)中的動力機多為內燃機,當動力機為缸數(shù)不同的內燃機時,必須考慮扭振對傳動系統(tǒng)的影響,這種影響因素與內燃機的缸數(shù)、各缸是否正常工作有關。此時一般應選用彈性聯(lián)軸器,以調整軸系固有頻率,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
由于結構和材料不同,用于各個機械產品傳動系統(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、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
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
>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、振動和轉矩變化較大的工作載荷,應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、制動時的轉矩是正常平穩(wěn)工作時轉矩的數(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矩的 2~3 倍,即 [Tmax] ≥ 2~3T n 。
低速工況應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。
(三) 聯(lián)軸器的許用轉速
聯(lián)軸器的許用轉速范圍是根據(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)軸器許用轉速范圍,材料為鋼的許用轉速大于材料為鑄鐵的許用轉速。用于 n>5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器,應考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素,并應作動平衡。高速時不應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)軸器不外乎膜片聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器。 萬向聯(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,應選用膜片聯(lián)軸器;只有對中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器