一種聯(lián)軸器的選用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是聯(lián)軸器領域，具體而言是關于一種聯(lián)軸器的選用方法。
【背景技術】
[0002]聯(lián)軸器作為聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸，包括主動軸和從動軸，使之共同旋轉(zhuǎn)，用以傳遞扭矩的機械零部件而廣泛應用于各個行業(yè)。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；目前國際和行標的聯(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，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最佳聯(lián)軸器，關系到機械產(chǎn)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(chǎn)品的質(zhì)量。用戶在選用聯(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。目前普遍存在聯(lián)軸器選用不當?shù)默F(xiàn)象，例如在冶金機械和重型機械的軸系傳動中廣泛選用齒式聯(lián)軸器，在冶金機械和重型機械低速重載軸系傳動中沖擊、振動和兩軸偏移是相當突出的不利因素，只有選用減振、緩沖效果好的彈性聯(lián)軸器才能改善傳動系統(tǒng)工作狀態(tài)，而齒式聯(lián)軸器無論是鼓形齒和直齒均為剛性可移式聯(lián)軸器。根據(jù)不具備減振、緩沖功能，而且還存在要潤滑密封，需定期維修，制造工藝復雜，成本高等一系列缺點，鼓型齒式聯(lián)軸器理應所有齒都嚙合，由于制造誤差的存在，全部齒都嚙合是不可能的，承載能力大是理論值。過去聯(lián)軸器品種少，選擇的余地小，如今有很多新型聯(lián)軸器問世，選擇余地、可能性增大，如扇形塊彈性聯(lián)軸器和彈性活銷聯(lián)軸器是代替齒式聯(lián)軸器的合理選擇之一。有必要針對聯(lián)軸器的選用方法進行深入細致的探討，并研宄一套保證安全的、行之有效的聯(lián)軸器的選用方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有方法、技術方案的缺陷，本發(fā)明提供一種聯(lián)軸器的選用方法，保證聯(lián)軸器的選用快速有效，保證其運行的安全，保證所選用的聯(lián)軸器產(chǎn)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)濟性等達到理想的狀態(tài)，也保證產(chǎn)品適用在所需的工況條件下，保證其的運行的質(zhì)量。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是，一種聯(lián)軸器的選用方法，包括以下步驟:
[0004](一 )首先選用標準聯(lián)軸器；在選擇聯(lián)軸器時首先應在已經(jīng)制定為國家標準、機械行業(yè)標準以及獲國家專利的聯(lián)軸器中選擇，只有在現(xiàn)有標準聯(lián)軸器和專利聯(lián)軸器不能滿足設計需要時才自己設計聯(lián)軸器。
[0005]現(xiàn)已制訂了數(shù)量相當多的不同品種，在不同結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格基本能滿足不同轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和工況條件的標準聯(lián)軸器。在制訂標準時一般都經(jīng)過嚴格程序，以保證標準的質(zhì)量，標準聯(lián)軸器是成熟的，一般也應是可靠的，關鍵是正確選擇。國家專利聯(lián)軸器例如彈性活銷聯(lián)軸器、扇形塊彈性聯(lián)軸器，吸取多種老式彈性聯(lián)軸器的優(yōu)點，克服了各自存在的缺點，在國內(nèi)外均屬高性能、新技術，是更新?lián)Q代聯(lián)軸器。
[0006]( 二)選擇聯(lián)軸器品種、型式:確定聯(lián)軸器在傳動系統(tǒng)中的綜合功能，從傳動系統(tǒng)總體設計考慮，選擇聯(lián)軸器品種、型式。
[0007]根據(jù)原動機類別和工作載荷類別、工作轉(zhuǎn)速、傳動精度、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(jù)配套主機的需要選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)型式，當聯(lián)軸器與制動器配套使用時，宜選擇帶制動輪或制動盤型式的聯(lián)軸器；需要過載保護時；宜選擇安全聯(lián)軸器；與法蘭聯(lián)接時，宜選擇法蘭式；長距離傳動，聯(lián)接的軸向尺寸較大時，宜選擇接中間或接中間套型。
[0008](三)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計算:
[0009]傳動系統(tǒng)中動力機的功率應大于工件機所需功率；根據(jù)動力機的功率和轉(zhuǎn)速可計算得到與動力機相聯(lián)接的高速端的理論轉(zhuǎn)矩T ;根據(jù)工況系數(shù)K及其他有關系數(shù)，可計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tc。聯(lián)軸器T與η成反比，因此低速端T大于高速端Τ。
[0010](四)初選聯(lián)軸器型號
[0011 ] 根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩Tc，從標準系列中可選定相近似的公稱轉(zhuǎn)矩Τη，選型時應滿足Tn大于Tc。初步選定聯(lián)軸器型號，從標準中可查得聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速[η]和最大徑向尺寸D、軸向尺寸Lo，應滿足聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速η小于等于S [η]。
[0012](五)根據(jù)軸徑調(diào)整型號
[0013]初步選定的聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸，即軸孔直徑d和軸孔長度L，應符合主、從動端軸徑的要求，否則還要根據(jù)軸徑d調(diào)整聯(lián)軸器的規(guī)格。主、從動端軸徑不相同是普遍現(xiàn)象，當轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相同，主、從動端軸徑不相同時，應按大軸徑選擇聯(lián)軸器型號。傳動系統(tǒng)中，應選擇符合GB/T 3852中規(guī)定的七種軸孔型式，推薦采用J I型軸孔型式，以提高通用性和互換性，軸孔長度按聯(lián)軸器產(chǎn)品標準的規(guī)定。
[0014](六)選擇聯(lián)接型式
[0015]聯(lián)軸器聯(lián)接型式的選擇，取決于主、從動端與軸的聯(lián)接型式，一般多采用鍵聯(lián)接，為統(tǒng)一鍵聯(lián)接型式及代號，在GB/T 3852中規(guī)定了七種鍵槽型式，四種無鍵聯(lián)接，用得較多的是A型鍵，平鍵單鍵槽。
[0016](七)確定聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格
[0017]根據(jù)動力機和聯(lián)軸器載荷類別、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境等綜合因素，選定聯(lián)軸器品種，根據(jù)聯(lián)軸器的配套、聯(lián)接情況等因素選定聯(lián)軸器型式；根據(jù)公稱轉(zhuǎn)矩、軸孔直徑與軸孔長度作校核驗算，以最后確定聯(lián)軸器的型號。
[0018]進一步的，在步驟(七)中，如軸系傳動中均存在不同程度兩軸線相對偏移，應選用撓性聯(lián)軸器；當軸系傳動中工作載荷產(chǎn)生沖擊、振動時，則應選用彈性聯(lián)軸器，從減振、緩沖效果考慮，宜選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器。
[0019]本方法對選用過程中考慮的因素主要包括以下幾點，并根據(jù)以下原理和原則進行聯(lián)軸器的選擇:
[0020](一 )動力機的機械性；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(nèi)燃機和氣輪機。由于動力機工作原理和機構(gòu)不同，其機械特性差別較大，有的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有的運轉(zhuǎn)時有沖擊，對傳動系統(tǒng)形成不等的影響。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)的最佳聯(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(zhuǎn)矩成正比。固定的機械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)中的動力機大都是電動機，運行的機械產(chǎn)品傳動系統(tǒng)，例如船舶、各種車輛等中的動力機多為內(nèi)燃機，當動力機為缸數(shù)不同的內(nèi)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(nèi)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(diào)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。
[0021]( 二)載荷類別；由于結(jié)構(gòu)和材料不同，用于各個機械產(chǎn)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(zhuǎn)、制動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。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(zhuǎn)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(zhuǎn)、制動時的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍；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(zhuǎn)矩的2?3倍，即[Tmax] >2_3Tn。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。
[0022](三)聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速；聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和最大外緣尺寸，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(zhuǎn)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(zhuǎn)速范圍，材料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)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，目前采用較多的是膜片聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器。
[0023](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(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所產(chǎn)生的位移方向，即軸向(X)、徑向(y)、角向(a)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(a)唯一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。
[0024](五)聯(lián)軸器的傳動精度；小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運動為主的軸系傳動，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩個傳遞動