由於動力機的驅動力矩和工作機的負載力矩不穩定,以及傳動件制造誤差引起的沖擊和零件不平衡離心慣性力引起的動載荷,傳動軸系在變載荷(周期性變載荷和非周期性沖擊載荷)下運動,產生機械振動,會影響機械的使用壽命和性能,破壞儀器儀表的正常工作狀態,對軸系零件造成附加動應力。當總應力或交變應力超過允許極限時,零件就會損壞或疲勞。在設計或選擇傳遞扭矩和運動的聯軸器時,要進行扭振分析計算,其目的是找出沖擊軸系的固有頻率,從而確定動力機各階的臨界轉速,進而計算扭振對軸系和傳動裝置造成的附加載荷和應力。必要時采取減振緩沖措施,其基本原則是合理匹配系統的質量、剛度、阻尼和幹擾頻率,使傳動裝置不在* *振動區的速度範圍內運行,或在運行速度範圍內沒有強烈的* *振動現象。另壹種有效的方法是在軸系中使用高柔性彈性聯軸器,利用其阻尼特性降低軸系的固有頻率,減小扭振幅度。聯軸器的種類、類型和規格很多。在正確理解品種、類型、規格各自概念的基礎上,根據傳動系統的需要選擇聯軸器。首先,它是從作為標準制定的聯軸器中選擇的。目前我國有十幾個國家標準和規範。這些標準聯軸器多為萬向聯軸器,每種聯軸器都有自己的特點和適用範圍,基本能滿足各種工況的需要。壹般來說,設計者不需要自己設計聯軸器,只需要在現有的聯軸器中進行設計。標準聯軸器容易選購,價格比我們自己設計的非標準聯軸器便宜很多。在眾多的標準聯軸器中,正確選擇最適合自己需要的聯軸器,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、節能、傳動效率、傳動精度、經濟性等壹系列問題,也關系到機械產品的質量。
設計人員應根據軸系傳動系統的需要選擇聯軸器,應避免單純考慮主動端和從動端的連接。
動力機械的機械特性
在動力機和工作時間之間,主動端和從動端由壹個或幾個不同品種或型號規格的聯軸器連接起來,形成軸系傳動系統。在機械傳動中,動力機無非是電動機、內燃機和汽輪機。由於動力機的工作原理和結構不同,它們的機械特性差別很大,有的運轉平穩,有的運轉時有沖擊,對傳動系統的影響是不等的。
動力機的機械特性對整個傳動系統有壹定的影響。由於不同類型動力機的機械特性不同,應選擇相應的動力機系數KW,選擇適合系統的最佳聯軸器。動力機的類型是選擇聯軸器類型的基本因素;動力機的功率是決定聯軸器大小的主要依據之壹,與聯軸器的扭矩成正比。
固定機械產品傳動系統中的動力機多為電機,運轉機械產品(如壹般船舶、各種車輛)傳動系統中的動力機多為內燃機。當動力機為異缸內燃機時,必須考慮扭轉振動對傳動系統的影響,這關系到內燃機的缸數和各缸是否正常工作。此時壹般應采用彈性聯軸器來調整軸系的固有頻率,降低扭振幅度,以達到減振、緩沖和保護傳動部件,改善對中性能,提高輸出功率穩定性的目的。
負載類別
由於結構和材料的不同,各種機械產品傳動系統所用聯軸器的承載能力差別很大。載荷類別主要是針對工作機工作載荷的沖擊、振動、正反轉、制動、頻繁啟動等原因,產生不同類型的載荷。為了便於選擇和計算,將輸電系統的負荷分為四類。
傳統系統的負荷類別是選擇聯軸器品種的基本依據。對於沖擊、振動和傳動變化較大的工作載荷,應選用帶彈性元件的柔性聯軸器,以緩沖、減振和補償軸線偏差,提高傳動系統的工作性能。頻繁啟動、正反轉和制動時的扭矩是正常穩定運行時的數倍。過載將不可避免地縮短聯軸器彈性元件的使用壽命。聯軸器只允許短時過載,壹般情況下短時過載不得超過公稱扭矩的2~3倍,即[Tmax]≥2~3Tn。
在低速重載工況下,應避免使用適合中小功率的聯軸器,如彈性套銷聯軸器、芯彈性聯軸器、多邊形橡膠聯軸器、輪胎聯軸器等。需要過載安全保護的軸系應選用安全聯軸器;對於負荷變化大、沖擊振動大的軸系,應選用帶彈性元件、緩沖減振效果好的彈性聯軸器。金屬彈性聯軸器的承載能力高於非金屬彈性元件彈性聯軸器;彈性元件受擠壓時彈性聯軸器的可靠性高於彈性元件受剪切時的可靠性。
容許速度
聯軸器的允許轉速範圍是根據聯軸器不同材料的允許線速度的最大外緣尺寸計算確定的。不同材質、不同品種、不同規格的聯軸器允許轉速範圍是不同的。改變聯軸器材料可以增加聯軸器的允許轉速範圍,鋼的允許轉速大於鑄鐵。
兩個相連軸的相對位移
聯軸器連接的兩軸的相對位移是由多種因素引起的,如制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸的受力和變形、底座變形、軸承磨損、溫度變化、零件間的相對運動等。壹般情況下,兩軸的相對位移是不可避免的,但軸系傳動在不同工況下產生的生態平衡位移的方向,即軸向、徑向角度方向和位移量是不同的,只有彈性聯軸器才能補償兩軸的相對位移,因此在實際應用中大量選用彈性聯軸器。剛性聯軸器沒有補償性,應用範圍有限,所以消耗很少。大角位移的軸系傳動應選用萬向聯軸器;對於有軸向運動且需要控制軸向位移的軸系傳動,應選用膜片聯軸器;只有在對中精度高的情況下,才選擇剛性聯軸器。
傳輸精度
扭矩小、以傳遞運動為主的軸系傳動對聯軸器的傳動精度要求高,應選用帶金屬彈性元件的柔性聯軸器。傳遞扭矩和功率大的軸系傳動也要求傳動精度。在高速時,應避免非金屬彈性元件與活動元件之間有間隙的柔性聯軸器,應選擇傳動精度高的膜片聯軸器。
尺寸、安裝和維護
聯軸器的整體尺寸,即最大徑向和軸向尺寸,必須在機器和設備允許的安裝空間內。選擇拆裝方便、不需要維護、維護周期長或維護方便、不需要移動兩軸更換易損件、易於對中調整的聯軸器。
大型機械設備很難調整兩軸的對中,因此需要選擇耐用且便於更換易損件的聯軸器。帶有金屬彈性元件的撓性聯軸器通常比帶有非金屬彈性元件的撓性聯軸器具有更長的使用壽命。密封潤滑的需要和非耐用聯軸器的使用將不可避免地增加維護工作量。對於長期連續運行、經濟效益高的場合,如我國冶金企業軋機傳動系統的高端,齒式聯軸器應用廣泛。雖然理論上齒式聯軸器可以傳遞很大的扭矩,但必須潤滑和密封好才能持久工作。而且需要經常檢查密封情況,註入潤滑油,導致維護工作量大,輔助工作時間增加,有效工作時間減少,影響生產效率。
作業環境
聯軸器與各種主機產品壹起起輔助作用,周圍工作環境比較復雜。對於高溫、低溫及油、酸、堿介質的工作環境,不宜選用壹般橡膠為彈性元件材料的柔性聯軸器,而應選用金屬彈性元件的柔性聯軸器。彈性銷齒聯軸器不應用於對噪聲有嚴格要求的場合,因為其本身的噪聲是由運行時銷的運動引起的。
制造、安裝、維護和成本
在滿足方便性的前提下,應選擇拆裝方便、維護簡單、成本低廉的聯軸器。如剛性聯軸器不僅結構簡單,而且拆裝方便,可用於低速剛性傳動軸。壹般非金屬彈性元件聯軸器(如彈性套銷聯軸器、彈性銷聯軸器、梅花彈性聯軸器等。)因其良好的綜合能力而廣泛應用於壹般中小功率傳動。選擇標準
設計人員在選擇聯軸器時,應首先選擇已制定為國家標準、機械行業標準並獲得國家專利的聯軸器,只有在現有標準聯軸器和專利聯軸器不能滿足設計需要時,才需要自行設計聯軸器。
選擇品種
了解聯軸器(尤其是柔性聯軸器)在傳動系統中的綜合作用,從傳動系統的總體設計中選擇聯軸器的品種和類型。根據原動機類型和工作載荷、工作速度、傳動精度、兩軸偏差、溫度、濕度、工作環境等綜合因素,選擇聯軸器的品種。根據匹配主機的需要,選擇聯軸器的結構類型。當聯軸器與制動器壹起使用時,宜選擇帶制動輪或制動盤式的聯軸器。當需要過載保護時,應選擇安全聯軸器;用法蘭連接時,應選擇法蘭類型;對於長距離傳動,當連接的軸向尺寸較大時,宜選擇中間軸式或中間套筒式。
扭矩計算
傳動系統中動力機的功率應大於工件機所需的功率。根據動力機的功率和轉速,可以計算出動力機連接的高速端的理論短力矩t;根據工況系數k和其他相關系數,可以計算出聯軸器的計算扭矩Tc。耦合度t與n成反比,所以低速端t大於高速端t。
初級選擇模型
根據計算出的扭矩Tc,可從標準系列中選擇相近的標稱扭矩Tn,選擇型號時應滿足Tn≥Tc。初步選定聯軸器的型號(規格),從標準中可以查到聯軸器的允許轉速[n]、最大徑向尺寸D和軸向尺寸L0,使聯軸器的轉速n≤[n]。
調整模型
初步選定的聯軸器尺寸,即軸孔直徑d和軸孔長度l,應滿足主動端和從動端軸徑的要求,否則應根據軸徑d調整聯軸器的規格,主動端和從動端軸徑不同是常見現象。當轉矩和轉速相同,主、從動端軸徑不同時,應按大軸徑選擇聯軸器型號。在新設計的傳動系統中,應選擇符合GB/T3852的7種軸孔型式,推薦J1軸孔型式,以提高通用性和互換性,軸孔長度應符合聯軸器的產品標準。
連接類型
聯軸器連接方式的選擇取決於主動端和從動端與軸的連接方式。壹般采用鍵連接。為了統壹鍵連接類型和編碼,GB/T3852中規定了7種鍵槽類型,4種無鍵連接,廣泛使用A型鍵。
精選品種
根據動力機和聯軸器的負荷類別、轉速、工作環境等綜合因素,選擇聯軸器的品種;根據聯軸器的匹配和連接情況選擇聯軸器類型;根據公稱扭矩、軸孔直徑、軸孔長度選擇規格(型號)。為了保證軸和鍵的強度,在選定聯軸器的型號(規格)後,要對軸和鍵的強度進行校核,以最終確定聯軸器的型號。聯軸器的整體尺寸,即最大徑向和軸向尺寸,必須在機器和設備允許的安裝空間內。應選擇拆裝方便、無需維護、維護周期長或維護方便、更換易損件時無需移動兩軸、易於找正調整的車鉤。
大型機械設備很難調整兩軸的對中,因此需要選擇耐用且便於更換易損件的聯軸器。壹般來說,帶有金屬彈性元件的彈性聯軸器的使用壽命比帶有非金屬彈性元件的彈性聯軸器的使用壽命要長。密封潤滑的需要和非耐用聯軸器的使用將不可避免地增加維護工作量。對於長期連續運行、經濟效益高的場合,如我國冶金企業軋機傳動系統的高速端,齒式聯軸器應用廣泛。雖然齒式聯軸器理論上能傳遞很大的扭矩,但必須潤滑和密封良好才能持久工作。另外,需要經常檢查密封情況,註入潤滑油或潤滑脂,導致維護工作量大,輔助工時增加,有效工作時間減少,影響生產效率。在世界發達國家,使用壽命長、無需潤滑和維護的膜片聯軸器已被廣泛用於替代鼓形齒聯軸器,不僅提高了經濟效益,而且凈化了工作環境。在軋機的傳動系統中,選用了我國研制的彈性柱銷聯軸器和扇形彈性聯軸器,既有膜片聯軸器的優點,又有良好的減振效果和較便宜的價格。交叉滑塊類型
最大圓周速度約30m/s,2號潤滑脂潤滑,中間滑塊的開放空間充滿潤滑脂,換脂周期1000小時,適合使用滾珠軸承潤滑脂。最大圓周速度約30m/s,采用N220齒輪油潤滑。中間滑塊的開放空間充滿油,換油周期為1000小時。有時,使用浸過油的氈墊。
碟形彈簧
最大圓周速度約60m/s,采用2號或3號潤滑脂潤滑。用量全聯軸器,換脂周期12個月,對密封要求不嚴格。最大周向速度約為150m/s,采用N150和N220齒輪油潤滑,需要足夠的流量沿軸向連續通過聯軸器。
簧片
最大圓周速度約30m/s,采用1潤滑脂潤滑。用量是填充聯軸器,換脂周期是1000小時,所以密封要求不嚴格。
耦合的新模型,耦合的舊模型
1.耦合的命名原則
耦合名稱應科學、準確;
b聯軸器名稱應簡短易記;
c是根據聯軸器的結構特點命名的,但與現有的其他同類聯軸器不同;
d根據聯軸器主要零件的特點(形狀、特性等。)命名;
e以聯軸器中主要零件的特殊材料命名;
f根據傳統習俗命名;
g根據以上綜合因素命名;
聯軸器命名最基本的原則是H聯軸器的品種名稱壹定不能重復。
2.耦合模型
耦合模型由組碼、品種碼、類型碼和規格碼組成。
聯軸器的組碼、品種碼和類型碼,應采用其名稱的漢語拼音首字母碼。如有重復,應采用名稱的第二個字母,或名稱中第二、三個字母的第壹、二漢語拼音字母,或名稱中有特征詞的第壹、二漢語拼音字母,原則是同壹組、同壹品種、同壹類型不得重復。
聯軸器的主要參數是公稱扭矩Tn,單位為n·m,公稱扭矩系列的序號是聯軸器的規格代號。類別組品種類型規格名稱型號名稱代號代號代號代號新舊剛性聯軸器G法蘭型Y基本型18法蘭聯軸器GY YL帶定心榫型D 18帶定心榫法蘭聯軸器GYD YKD套筒型t .套筒聯軸器GT夾套J基本夾套聯軸器GJ立式L立式夾套聯軸器GJN徑向鍵N徑向鍵法蘭聯軸器GN GT平行軸P滾動軸承G 15滾動軸承平行軸聯軸器GPG PLG滑動軸承H 15滑動軸。平行軸聯軸器GPH PLH彈性聯軸器非彈性元件彈性聯軸器W滑塊型H10滑塊聯軸器WH HL鼓形齒型G基本型30/24鼓形齒聯軸器WG雙面對開S雙面鼓形齒聯軸器WGS單面對開D 30/ 25單面鼓形齒聯軸器WGD接中間軸J 30/ 25中間軸鼓形齒聯軸器WGJ中間套筒T 24中間套筒鼓形齒聯軸器WGT立式安裝型S 14立式安裝鼓形齒聯軸器WGS帶制動輪Z 14鼓形齒聯軸器WGZ帶制動盤P 14鼓形齒聯軸器帶制動盤。 WGP直齒式C直齒聯軸器WC滾子鏈Z雙排鏈15滾子鏈聯軸器WZ GL單排鏈D單排鏈聯軸器WZD齒鏈聯軸器WL套筒鏈T套筒鏈聯軸器WT十字軸式S整體叉式C 165438+ 0~13整體叉式十字軸式萬向聯軸器WSC SWC局部軸承座式P 14局部軸承座式十字軸式萬向聯軸器WSP整體軸承座式Z 165438 萬向聯軸器小8十字軸萬向聯軸器w . S-球籠Q基本型9-球籠萬向聯軸器WQ大傾角D 7大傾角球籠萬向聯軸器WQLZ球叉A球叉萬向聯軸器WA bump K bump萬向聯軸器WK三銷U三銷萬向聯軸器WU三銷N三銷萬向聯軸器鉸桿型G鉸萬向聯軸器WG球鉸M球鉸萬向聯軸器WM球鉸柱塞式B球鉸柱塞式萬向聯軸器 WB鋼球型E鋼球聯軸器WE三腳架型D三腳架萬向聯軸器WD球面滾子型J基本型17球面滾子聯軸器WJ WJ A型1 6 A球面滾子聯軸器WJA WJA非金屬彈性元件柔性聯軸器L輪胎型U帶骨架型18輪胎型聯軸器盧UL整體型N整體輪胎型聯軸器倫開式K開式輪胎型聯軸器LYK彈性套銷型T基本型654 38+03彈性套銷聯軸器LT TL帶制動輪Z 9彈性套銷聯軸器LTZ TLL彈性銷聯軸器H基本型14彈性銷聯軸器LH HL帶制動輪Z 15彈性銷聯軸器LHZ HLL彈性銷齒。 型Z基本型23彈性銷齒聯軸器LZ ZL錐形軸孔型D 13錐形軸孔彈性銷齒林聯軸器LZD ZLD接中間軸型J 23接中間軸彈性銷齒聯軸器LZJ ZZ帶制動輪型Z 9彈性銷齒聯軸器LZZ帶制動輪型LL梅花形基本型14梅花形彈性聯軸器LM ML單法蘭型D 14單法蘭聯軸器帶彈性十字軸LMD MLZ 雙法蘭型S 14雙法蘭聯軸器帶彈性十字軸LMS MLS分體制動輪Zⅰ型13分體制動輪。 梅花型彈性聯軸器LMZI MLL-I整體制動輪型Zⅱ13整體制動輪型梅花型彈性聯軸器LMZⅱMLL-II凹環型A凹環聯軸器LA彈性套筒型G彈性套筒聯軸器LG彈性板型B彈性板聯軸器LB多邊形D1654 38+0多邊形彈性聯軸器l D芯型N基本型14芯型彈性聯軸器LN NL雙法蘭型S 14雙法蘭芯型彈性聯軸器LNNLS彈性 X16橡膠金屬環聯軸器LX H型彈性塊R基本型A/ B 13/19 H型彈性塊聯軸器LR HTLA接中間軸型J 10接中間軸H型彈性塊聯軸器LRJ HTLE帶制動輪型Z 7/9 H型彈性塊聯軸器LRZ爪型。
最大周向速度約為150m/s,采用N150和N220齒輪油潤滑,要求流量充足,沿軸向連續通過聯軸器,無密封。法定連接
特點:結構簡單,成本低,傳遞扭矩大。兩軸之間不允許有相對位移,也沒有緩沖。
用途:廣泛用於低速、無沖擊、軸剛性高、中性好的場合。
滑塊聯軸器
半聯軸器1.3上的槽和中間滑塊的榫→移動副→可以補償兩軸偏置。
特性和應用:
沒有緩沖,運動副要潤滑→用於低速傳動。
緩沖接頭
特點:緩沖吸振,可補償大的軸向位移,小的徑向位移和角位移。
應用:正反變化多,啟動頻繁的高速軸。
安全聯軸節
其結構特點是有壹個安全環節(如銷活動連接等。),只能承受有限的載荷。當實際載荷超過預先設定的載荷時,安全環節就會發生變化,切斷運動和動力的傳遞,從而保護機器的其余部分不受損傷,即起到安全保護作用。起動安全聯軸器:除過載保護外,還具有將機器電機的負載起動轉變為近似空載起動的功能。
剛性聯接
剛性聯軸器不具備補償兩連接軸軸線相對偏差的能力,也不具備緩沖減震性能;但是結構簡單,價格便宜。只有在載荷穩定,轉速穩定,且能保證兩軸軸線相對偏差最小的情況下,才能選用剛性聯軸器。
緩沖接頭
它具有壹定的補償兩連接軸軸線相對偏差的能力,最大補償量因型號不同而異。
無彈性元件的柔性聯軸器:承載能力大,但不具備緩沖減震性能。它在高速或速度不穩定時有沖擊噪音,或者經常是正負的。適用於低速、重載、速度穩定的場合。
非金屬彈性元件的柔性聯軸器在轉速不穩定時具有良好的緩沖和減震性能;然而,非金屬(橡膠、尼龍等。)彈性元件由於強度低,使用壽命短,承載能力低,適用於高速,輕載,常溫。
采用金屬彈性元件的柔性聯軸器:除具有良好的緩沖和減震性能外,還具有較大的承載能力,適用於轉速和載荷變化較大、溫度高或低的場合。