聯(lián)軸器的選用

　 聯(lián)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(dòng)的需要來(lái)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(guò)制訂為和行標的聯(lián)軸器有數十種，這些標準聯(lián)軸器絕大多數是通用聯(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(mǎn)足多種工況的需要，一般情況下設計人員無(wú)需自行設計聯(lián)軸器，只有在現有標準聯(lián)軸器不能滿(mǎn)足需要時(shí)才自行設計聯(lián)軸器。標準聯(lián)軸器選購方便，價(jià)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(guān)系到機械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)的工作性能、可靠性、使用壽命、振動(dòng)、噪聲、節能、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、經(jīng)濟性等一系列問(wèn)題，也關(guān)系到機械產(chǎn)品的質(zhì)量。設計人員在選用聯(lián)軸器時(shí)應立足于從軸系傳動(dòng)的角度和需要來(lái)選擇聯(lián)軸器，應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)軸器應考慮的因素 
　?。ㄒ唬?動(dòng)力機的機械特性 
　　 動(dòng)力機到工作機之間，通過(guò)一個(gè)或數個(gè)不同品種型式、規格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端聯(lián)接起來(lái)，形成軸系傳動(dòng)系統。在機械傳動(dòng)中，動(dòng)力機不外乎電動(dòng)機、內燃機和氣輪機。由于動(dòng)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，有的運轉時(shí)有沖擊，對傳動(dòng)系統形成不等的影響。根據動(dòng)力機的機械特性，將動(dòng)力機分為四類(lèi)，見(jiàn)表 1 。 
表 1 動(dòng)力機系數Kw 
動(dòng)力機類(lèi)別代號  動(dòng)力機名稱(chēng)  動(dòng)力機系數 Kw  動(dòng)力機類(lèi)別代號  動(dòng)力機名稱(chēng)  動(dòng)力機系數 Kw 
Ⅰ  電動(dòng)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(dòng)力機的機械特性對整個(gè)傳動(dòng)系統有一定的影響，不同類(lèi)別的動(dòng)力機，由于其機械特性不同，應選取相應的動(dòng)力機系數 Kw ，選擇適合于該系統的*聯(lián)軸器。動(dòng)力機的類(lèi)別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素，動(dòng)力機的功率是確定聯(lián)軸器的規格大小的主要依據之一，與聯(lián)軸器轉矩成正比。固定的機械產(chǎn)品傳動(dòng)系統中的動(dòng)力機大都是電動(dòng)機，運行的機械產(chǎn)品傳動(dòng)系統（例如船舶、各種車(chē)輛等）中的動(dòng)力機多為內燃機，當動(dòng)力機為缸數不同的內燃機時(shí)，必須考慮扭振對傳動(dòng)系統的影響，這種影響因素與內燃機的缸數、各缸是否正常工作有關(guān)。此時(shí)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(dòng)裝置部件，改善對中性能，提高輸出功率的穩定性。 
　?。ǘ?載荷類(lèi)別 
　　 由于結構和材料不同，用于各個(gè)機械產(chǎn)品傳動(dòng)系統的聯(lián)軸器，其載荷能力差異很大。載荷類(lèi)別主要是針對工作機的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng)等原因而形成不同類(lèi)別的載荷。為便于選用計算，將傳動(dòng)系統的載荷分為四類(lèi)，見(jiàn)表 2 。 
表 2 載荷類(lèi)別 
載荷類(lèi)別  載荷狀況  工況系數 K  載荷類(lèi)別  載荷狀況  工況系數 K 
Ⅰ  載荷均勻，工作平穩  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(dòng)系統的載荷類(lèi)別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據。沖擊、振動(dòng)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(xiàn)偏移，改善傳動(dòng)系統工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉、制動(dòng)時(shí)的轉矩是正常平穩工作時(shí)轉矩的數倍，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(chēng)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(xiāo)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)軸器的許用轉速 
　　聯(lián)軸器的許用轉速范圍是根據聯(lián)軸器不同材料允許的線(xiàn)速度和zui大外緣尺寸，經(jīng)過(guò)計算而確定。不同材料和品種、規格的聯(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(dòng)平衡。高速時(shí)不應選用非金屬彈性元件彈性聯(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。
　?。ㄋ模?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(dòng)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(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)軸器才具有補償兩軸相對位移的性能，因此在實(shí)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(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(dòng)精度 
　　小轉矩和以傳遞運動(dòng)為主的軸系傳動(dòng)，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉矩個(gè)傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng)，對傳動(dòng)精度亦有要求，高轉速時(shí)，應避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動(dòng)元件之間有間隙的撓性；聯(lián)軸器，宜選用傳動(dòng)精度高的波紋管聯(lián)軸器。 
　?。?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，必須在機器設備允許的安裝空間以?xún)?。應選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長(cháng)或者維護方便、更換易損件不用移動(dòng)兩軸、對中間調整容易的聯(lián)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(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(cháng)。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(cháng)、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?xún)艋ぷ鳝h(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(dòng)系統中的綜合功能，從傳動(dòng)系統總體設計考慮，選擇聯(lián)軸器品種、型式。根據原動(dòng)機類(lèi)別和工作載荷類(lèi)別、工作轉速、傳動(dòng)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。 根據配套主機的需要選擇聯(lián)軸器的結構型式，當聯(lián)軸器與制動(dòng)器配套使用時(shí)，宜選擇帶制動(dòng)輪或制動(dòng)盤(pán)型式的聯(lián)軸器；需要過(guò)載保護時(shí)；宜選擇安全聯(lián)軸器；與法蘭聯(lián)接時(shí)，宜選擇法蘭式；長(cháng)距離傳動(dòng)，聯(lián)接的軸向尺寸較大時(shí)，宜選擇接中間或接中間套型。 
　?。ǘ?聯(lián)軸器轉矩計算 
　　傳動(dòng)系統中動(dòng)力機的功率應大于工件機所需功率。根據動(dòng)力機的功率和轉速可計算得到與動(dòng)力機相聯(lián)接的高速端的理論轉矩 T ；根據工況系數 K 及其他有關(guān)系數，可計算聯(lián)軸器的計算轉矩 Tc 。聯(lián)軸器 T 與 n 成反比，因此低速端 T 大于高速端 T 。