联轴器1.docx

联轴器1.docx

《联轴器1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《联轴器1.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

联轴器1

联轴器的定义

联轴器属于机械通用零部件范畴，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，是机械产品轴系传动最常用的联接部件。

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。

联轴器的作用

联轴器是将两轴轴向联接起来并传递扭矩及运动的部件并具有一定的补偿两轴偏移的能力，为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。

联轴器有时也兼有过载安全保护作用。

由于制造和安装不可能绝对精确，以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移被联两轴可能出现的相对偏移有：

径向偏差：

沿着半径的方向。

轴向偏差：

就是上下底面圆心连线所在直线的方向

角向偏差：

轴与轴之间形成角度

联轴器固定方式

定位螺丝固定

夹紧螺丝固定

联轴器的分类

联轴器种类很多，根据其内部是否包含有弹性元件，可划分为刚性联轴器与弹性联轴器两大类：

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。

弹性联轴器具有弹性元件，故能吸收振动、缓和冲击，同时也可利用弹性变形不同程度地补偿两轴线可能发生的偏移；刚性联轴器根据其结构特点可分为固定式与平移式两类，前者没有补偿位移的能力，后者利用其中某些元件间的相对运动来补偿两轴线的偏移。

通常刚性可移式联轴器补偿能力高于弹性联轴器，但无吸收振动、缓和冲击的能力。

弹性联轴器有梅花联轴器、膜片联轴器，波纹管联轴器、十字滑块联轴器，螺纹联轴器，八字联轴器及蛇形弹簧联轴器

各种联轴器的特点

金属弹性平行式：

弹性作用补偿径向、角向和轴向偏差，顺时钟和逆时钟回转特性完全相同。

梅花联轴器：

中间弹性体连接，可吸收震动，补偿径向、角向和轴向偏差，抗油和电气绝缘。

膜片联轴器（单节）：

高灵敏度，高扭矩刚性，不锈钢膜片补偿角向和轴向偏差，顺时钟和逆时钟回转特性完全相同。

膜片联轴器（多节）：

高灵敏度，高扭矩刚性，不锈钢膜片补偿径向、角向和轴向偏差，顺时钟和逆时钟回转特性完全相同。

十字滑块联轴器：

中间用十字滑块链接，容许大的径向和角向偏差，高扭矩刚性和灵敏度。

波纹管联轴器：

高扭矩刚性和灵敏度，波纹管结构补偿径向、角向和轴向偏差，顺时钟和逆时钟回转特性完全相同。

金属弹性螺纹式：

弹性作用补偿径向、角向和轴向偏差，适用于较小力矩的轴联接

胀套膜片联轴器（单节）：

高灵敏度，传递力矩大，不锈钢膜片补偿角向和轴向偏差，顺时钟和逆时钟回转特性完全相同。

编码器联轴器：

材料选用玻璃纤维，柔性好，适用于连接编码器

膜片联轴器的特点

发布者：

btlzq     发布时间：

2009-9-2510:

03:

33    阅读：

10次

 膜片联轴器能补偿主动机与从动机之间由于制造误差、安装误差、承载变形以及温升变化的影响等所引起的轴向、径向和角向偏移。

膜片联轴器属金属弹性元件挠性联轴器，其依靠金属联轴器膜片来联接主、从动机传递扭矩，具有弹性减振、无噪声、不需润滑的优点，是当今替代齿式联轴器及一般联轴器的理想产品。

膜片联轴器的主要特性

1、补偿两轴线不对中的能力强，与齿式联轴器相比角位移可大一倍，径向位移时反力小，挠性大，允许有一定的轴向、径向和角向位移。

2、具有明显的减震作用，无噪声，无磨损。

3、适应高温（-80+300）和恶劣环境中工作，并能在有冲击、振动条件下安全动行。

4、传动效率高，可达99.86％。

特别适用于中、高速大功率传动。

5、结构简单、重量轻、体积小、装拆方便。

不必移动机器即可装拆（指带中间轴型式），不需润滑。

6、能准确传递转速，运转无转差，可用于精密机械的传动

·膜片联轴器显著降低了对所连设备的作用力。

齿式联轴器所产生的滑动力是扭矩的一个因素。

圆盘式或膜片式联轴器所产生的变形力属于弹力，与扭矩无关。

膜片联轴器对设备轴承所产生的弯曲作用力约为齿式联轴器的40%，所产生的轴向作用力约为齿式联轴器的10%。

公司在计算投资回报率时，有时会考虑机械轴承的寿命。

梅花形弹性联轴器具有结构尺寸小、重量轻、转动惯量小但传递扭矩高的特点，可使传动时的振动得到缓冲，并吸收由动力机的不均匀运转所产生的冲击。

弹性体在承载和高转速时有变形，因此安装时应为其变形预留足够的空间。

   联轴器许用额定扭矩：

在允许的速度范围内连续运转所能传递的扭矩； 

    联轴器许用最到扭矩：

在联轴器的整个工作寿命中传递大于100000次动态载荷或50000次交变载荷的许用扭矩

在伺服应用中选择最适合型号联轴器的可能是一件令人困惑的事情，因为伺服系统选配联轴器是一个复杂的过程。

这个过程包含了很多不同的性能因素，包括力矩、轴的偏差、硬度、转速、空间要求等等，联轴器需要满足所有这些以便使系统正常的运转。

在选择联轴器之前，需要我们对这些联轴器的性能和其应用进行详尽的了解。

不同类型的联轴器存在着其自身的优缺点。

本文旨在向伺服联轴器的终端用户介绍不同类型联轴器在各种伺服系统中的应用，同时帮助终端用户指出在设计制造过程中要考虑的因素及如何有效连接不同产品来正确选择合适的联轴器。

选择适合的伺服联轴器是整个系统设计的重要部分，会很大影响到系统的整体性能表现。

基于此原因，在设计过程中应尽早地考虑联轴器，并把分别把各种联轴器的和系统的功能目标排列对照，这样可以避免在运动控制的实际运用中经常产生的问题。

我们讨论的上述每种联轴器都有其各自的特点，使其可适用于各种不同的应用中。

但是，单一品种的联轴器不能适应于每种应用领域中。

这使得目前市场上有各种品种的联轴器，给设计工程师选择最适合的联轴器使系统表现最优化且使用寿命长。

除了在文章中提到的五种运动控制的弹性联轴器、滑块联轴器、梅花联轴器、波纹管联轴器、膜片联轴器，还生产有轴套和刚性联轴器。

每一件钜人公司的产品在生产过程中运用特别的步骤来保证其最高性能水准和漂亮外观。

弹性联轴器通常由金属圆棒线切割而成，常用的材质有铝合金、不锈钢、工程塑料。

弹性联轴器运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。

弹性联轴器通常具备良好的性能而且有价格上的优势，在很多步进、伺服系统实际应用中，弹性联轴器是首选的产品。

一体成型的设计使弹性联轴器实现了零间隙地传递扭矩和无须维护的优势。

弹性联轴器主要有以下两个基本的系列：

螺旋槽型和平行槽型。

螺旋槽型弹性联轴器有一条连续的多圈的长切槽，这种联轴器具有非常优良的弹性和很小的轴承负载。

它可以承受各种偏差，最适合用于纠正偏角和轴向偏差，但处理偏心的能力比较差，因为要同时将螺旋槽在两个不同的方向弯曲，会产生很大的内部压力，从而导致联轴器的过早损坏。

尽管长的螺旋槽型联轴器能在承受各种偏差情况下很容易地弯曲，但在扭力负载的情况下对联轴器的刚性也有同样的影响。

扭力负载下过大的回转间隙会影响联轴器的精度并削弱其整体的性能。

螺旋槽型弹性联轴器是一种比较经济的选择，最适合用于低扭矩应用中，尤其在联接编码器和其他较轻的仪器中。

平行槽型弹性联轴器通常有3－5个切槽，以此来应付低扭矩刚性问题。

平行槽型考虑到了不减弱承受纠正偏差能力的情况下使切槽变短，短的切槽可以使联轴器的扭矩刚性增强并交叠在一起，使它能够承受相当大的扭矩。

这种性能使它适用于轻负荷的应用。

例如，伺服电机与滚珠丝杆的联接。

不过这种性能随着切槽尺寸的增加，其轴承负荷也会加大，但大多数情况下，都能足够有效地保护轴承。

增加尺寸意味着增加承受偏心的能力。

现在大多数的弹性联轴器都是用铝合金材质做的，广州钜人自动化设备有限公司还提供不锈钢材质生产的弹性联轴器。

不锈钢弹性联轴器除了耐腐蚀外，同时也增加了扭矩承受能力和刚性，甚至能达到两倍于铝合金制同类产品。

然而这种增加的扭矩和刚性在一定程度上会被增加的质量和惯性而抵消。

有时候负面影响也会超过其优点，这样使用户不得不去寻找其它形式的联轴器。

滑块联轴器

滑块联轴器是由两个轴套和一个中心滑块组成。

中心滑块作为一个传递扭矩元件通常由工程塑料制成，特殊情况下可选择其它材料，比如金属材料。

中心滑块通过两边呈90°相对分布的卡槽和两侧的轴套联接在一起，从而达到传递扭矩的目的。

中心滑块和轴套之间用微小的压力进行吻合，这种压力能使联轴器在设备运转中具有零间隙运转。

随着使用时间增长，滑块可能会因受到磨损而失去无反冲的功能，但中心滑块并不贵，也很容易更换，更换后仍能发挥其原有的性能。

滑块联轴器常用于一般常用电机，个别的场合也可以用来联接伺服电机，在使用过程中通过中心滑块的滑动来纠正相对位移。

因为抵抗相对位移的是滑块与轴套之间的摩擦力，因此它们之间的轴承负荷不会因为相对位移的增加而加大。

滑块联轴器不像其它的联轴器，它没有能像弹簧一样工作的弹性元件，因此不会因为轴间的相对位移的增加而使轴承负荷加大。

不管如何，这种系列的联轴器比较物超所值，能选择不同材料的滑块是这种联轴器的最大优势。

广州钜人自动化设备有限公司可根据客户的具体要求提供多种原材料中心滑块的选择来适应不同的应用。

一般来说，一类材质适用于零间隙、高扭矩刚性和大扭矩的情况下，另一类材质适用于低精度定位、无需零间隙、但具有吸收震动和减小噪音的功能。

非金属滑块还具有极佳的电气绝缘作用，可以充当机械保险丝来用。

当工程塑料的滑块损坏后，传递作用将被完全终止，从而达到保护贵重的机械零件。

这种设计适用于大的平行相对位移。

滑块联轴器分体的三部分设计，限制了它补偿轴向偏差的能力，比如不能用在推拉式应用中。

同时，因为中心滑块是浮动的，两轴运动必须保证滑块不会脱落。

梅花联轴器

梅花联轴器主要有两种类型，一种是传统的直爪型的，另一种是曲面（内凹）爪型的零间隙联轴器。

传统的直爪型梅花联轴器不适合用在精度很高的伺服传动应用中。

零间隙爪型梅花联轴器是在直爪型的基础上演变而来的，但不同的是其设计能适合伺服系统的应用，常用于联接伺服电机、步进电机和滚珠丝杆。

曲面是为了减少弹性梅花间隔体的变形和限制高速运转时向心力对它的影响。

零间隙爪型联轴器由两个金属轴套（通常采用铝合金材质，也可以提供不锈钢材质）和一个梅花弹性间隔体结合而成。

梅花弹性间隔体有多个叶片分支，像滑块联轴器一样，它也是通过压挤来使梅花弹性间隔体和两边的轴套吻合，并以此保证了其零间隙性能。

与滑块联轴器不同的是，梅花联轴器是通过压挤传动的而滑块联轴器是通过剪力传动的。

在使用零间隙爪型联轴器时，使用者一定要注意不能超过生产商给出的弹性元件的最大承受能力（保证零间隙的前提下），否则梅花弹性间隔体将会被压扁变形失去弹性，预加负荷消失，导致失去零间隙的性能，还可能在发生严重的问题后使用者才会发现。

梅花联轴器具有很好的平衡性能和适用于高转速应用（最高转速可达30000转/分钟），但不能处理很大的偏差，尤其是轴向偏差。

较大的偏心和偏角会产生比其他伺服联轴器大的轴承负荷。

另一个值的关注的问题是梅花联轴器的失效问题。

一旦梅花弹性间隔体损坏或失效，扭矩传递并不会中断，同时两轴套的金属爪啮合在一起继续传递扭矩，这很可能会导致系统出现问题。

根据实际应用选择合适的梅花弹性间隔体材料是本联轴器的一大优势，广州钜人自动化设备有限公司可提供各种弹性材料的梅花间隔体，不同的硬度和温度承受力，让客户选择合适的材料满足实际应用的性能标准。

膜片联轴器

膜片联轴器至少由一个膜片和两个轴套组成。

膜片被用销钉紧固在轴套上一般不会松动或引起膜片和轴套之间的反冲。

有一些生产商提供两个膜片的，也有提供三个膜片的，中间有一个或两个刚性元件，两边再连在轴套上。

单膜片联轴器和双膜片联轴器的不同之处是处理各种偏差能力的不同，鉴于其需要膜片能复杂的弯曲，所以单膜片联轴器不太适应偏心。

而双膜片联轴器可以同时曲向不同的方向，以此来补偿偏心。

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。

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。

波纹管联轴器

波纹管联轴器由两个轴套和一个薄壁金属管组成，通常它们是由焊接或粘结的方式连接在一起。

尽管很多其它的材料可用，但最常用的还是不锈钢金属管材料和铝合金材质轴套。

不锈钢波纹管具有优良的刚性、强度，经常用液压整形来制造。

加氢重整就是把薄壁管放置在机器上，利用液压和特殊的工夹具使其成型。

这种波纹管的特点使其成为理想的用在运动控制中的元件。

薄而均匀的金属管在承受三种轴之间基本的偏差时而引起负荷时可以使其易弯曲，这三种基本偏差为轴向偏差、偏心和偏角。

一般情况下波纹管联轴器可以承受1°－2°的偏角，0.1mm－0.2mm的偏心和-1.5mm－+0.7mm轴向偏差。

波纹管联轴器这种薄而均匀的管壁使其产生很低的轴承负荷，保持旋转各点的恒量，而不像其他联轴器那样破坏循环的高负荷点和低负荷点，并且在承受扭矩负载时保持刚性。

扭矩刚性是决定联轴器精准度的主要因素，刚性越好传递的精度越高。

在适用于伺服系统应用的联轴器中，波纹管联轴器是刚性最好的，在适应高精度和高重复性应用中是最理想的联轴器。

针对易腐蚀场合中，广州钜人自动化设备有限公司可以提供不锈钢轴套的波纹管联轴器，不过这样增加了重量从而降低了这种联轴器的性能优势。

使用铝合金轴套的波纹管联轴器在实际应用中的低惯性，这在当今的迅速反应系统中是十分重要的性能。

刚性联轴器

刚性联轴器，顾名思义，实际上是一种扭转刚性的联轴器，即使承受负载时也无任何回转间隙，即便是有偏差产生负荷时，刚性联轴器还是刚性传递扭矩。

如果系统中有任何偏差，都会导致轴、轴承或联轴器过早的损坏，也就是说其无法用在高速的环境下，因为它无法补偿由于高速运转产生高温而产生的轴间相对位移。

当然，如果相对位移能被成功的控制，在伺服系统应用中刚性联轴器也能发挥很出色的性能。

尤其是小规格的刚性联轴器具有重量轻，超低惯性和高灵敏度的优越性能，且在实际应用中，刚性联轴器具有免维护，超强抗油以及耐腐蚀的优点。

虽然过去人们不赞成把刚性联轴器用在伺服传动中，但近来由于其高扭矩承受力、刚性和零间隙性能，小规格的铝合金刚性联轴器越来越多地应用在运动控制领域中。

联轴器的选择主要考虑所需传递轴转速的高低、载荷的大小、被联接两部件的安装精度等、回转的平稳性、价格等，参考各类联轴器的特性，选择一种合用的联轴器类型。

具体选择时可考虑以下几点：

1．1由于制造、安装、受载变形和温度变化等原因，当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中。

存在一定程度的 x、Y方向位移和偏斜角CI。

当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。

当工作过程中两轴产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。

1．2联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。

对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，例如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。

l-3所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲振动功能的要求。

例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器。

对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器

等。

联轴器的选用

联轴器的选型步骤。