耦合的主要作用是连接轴和轴(有时还连接轴和其他旋转部件)以旋转,并传递运动和扭矩。

耦合连接必须在机器停车后装配或拆卸,以便接合或分离连接的两个轴。

耦合类型和特性概述:

双轴连接是制造和安装错误、加载后变形和温度变化的影响等一定程度的相对位移的原因。

根据对各种相对位移的补偿能力(即能否在相对位移条件下保持连接,不产生附加应力),联盟可分为刚性联轴器(无补偿)和柔性联轴器(有补偿能力)。弹性耦合根据是否有弹性元件,可分为两类:非弹性元件弹性耦合和弹性元件弹性耦合。

机械耦合分类:

1)刚性耦合:法兰耦合(应用最广泛)、套筒耦合、卡箍耦合。

2)柔性耦合:

(1)非弹性构件柔性耦合:齿轮耦合、滚子链耦合、交叉滑块耦合、通用耦合;

(2)弹性构件柔性耦合:弹性套筒销耦合、弹性销耦合、星形弹性耦合、梅花型柔性耦合、轮胎耦合、隔膜耦合。

1)刚性耦合

(1)法兰联轴器的特点及使用地点:

优点:结构简单,制造成本低,业务可靠,维护方便,负载平稳,两轴之间中性好的情况下常用。

缺点:没有补偿两个轴之间的相对位移和缓冲区衰减的功能,只有在连接的两个轴在安装时严格接触,在操作过程中不发生相对位移的情况下才可用。

法兰联轴器的结构:

根据双重方法,法兰联轴器有两种主要结构样式。一个是用螺栓作为铰链,形成两轴对。在这种情况下,螺栓杆和钉孔是切换配合,可传递螺栓杆的剪切和螺栓杆和孔壁之间的挤压炉扭矩。另一种是中间榫法兰连轴,它与一个半年报轴的肩部和另一个半年报轴的凹槽成对出现。此时,螺栓杆和钉子孔壁之间有间隙。装配时要拧紧普通螺栓。两个半连轴结合面之间产生的摩擦力传递扭矩。(约翰f肯尼迪,《Northern Exposure》(美国电视剧),《装配名言》)如果需要双轴分离,前者只需要拆下螺栓,轴不需要轴向移动,因此拆卸比后者方便。

(2)套筒耦合由钢或铸铁制成的套筒和连接部件(键或销)组成。

套筒耦合的特性:

优点:结构简单,制造容易,体积小,成本低。

缺点:传递扭矩的能力小,拆卸时轴要轴向移动。

应用:一般适用于两轴之间中性良好、工作顺畅、扭矩不大、转速低、径向尺寸有限的情况。

卡箍联接器由两个纵向剖分的筒夹和连接它们的螺栓组成。

(3)夹钳联轴器的特性:

拆卸时不需要移动轴。中小型耦合主要通过摩擦力传递扭矩,大型耦合主要通过键传递扭矩。为了改善平衡状态,螺栓必须安装正的和反的。

应用:主要是低速的情况,外延速度v5m/s,超过5m/s需要平衡检查。

2)柔性耦合:

无弹性元件挠性耦合只有补偿两个轴的相对位移的功能,但不能缓冲减振。

弹性元件弹性耦合除了补偿两个轴的相对位移之外,还起到缓冲和减振的作用。但是,传递的扭矩受弹性构件强度的限制,因此通常不大于非弹性构件柔性耦合传递的旋转。

1)非弹性元件柔性耦合:

(1)交叉滑块耦合:当轴旋转时,圆盘凸块可以前后滑动半耦合的凹槽,以补偿安装和操作时两个轴之间的相对位移。(槽和凸的工作面需要高硬度(46~50HRC),为了减少摩擦和磨损,必须在中间磁盘的油孔中润滑。)转速高的时候,中间圆盘的偏心会增加离心力,工作面的磨损会加快,轴和轴承会产生更大的附加载荷,所以在选择时要注意,工作速度不能大于指定值。NMAX 250 r/min。

特性:

结构简单,径向尺寸小。

应用实例:主要用于双轴径向位移大、轴向刚度大、低速、无剧烈冲击的情况。

(2)通用耦合:

特性:

优点:结构小,传动效率高,维修管理相对方便,可以可靠地传递运动和扭矩,连接两个轴的轴角非常大,机器运转时角度发生变化,可以正常传动(但是角度太大,传动效率明显降低)。

缺点:如果两个轴不一致,则活动轴的角速度1是常数,从动轴的角速度3在一定范围内周期性变化,从而在传动中产生额外的动态载荷。

荷。(为克服这一缺点,通常将万向联轴器成对使用,构成双万向联轴器,但应注意安装时必须保证O1轴、O3轴与中间轴之间的夹角相等,并且中间轴的两端的叉形接头应在同一平面内。只有这种双万向联轴器才可以得到ω3=ω1。)

应用场合:可用于相交两轴间的连接(两轴夹角α最大可达35°~45°),或工作时有较大角位移的场合。

(3)齿轮联轴器:

特点:

优点:能传递很大的转矩,并允许有较大的位移量,安装精度要求不高。

缺点:质量较大,成本较高,齿轮啮合处需要润滑,结构较复杂。

应用场合:在重型机器和起重设备中应用较广。

(4)滚子链联轴器:

特点:

优点:结构简单,尺寸紧凑,质量小,装拆方便,维修容易,价格低廉,并具有一定的位移补偿能力,工作可靠,效率高,使用寿命长,可在高温、多尘、油污、潮湿等恶劣条件下工作。

缺点:离心力过大会加速各元件间的磨损和发热,不宜用于高速场合;吸振、缓冲能力不大,不宜在启动频繁、强烈冲击下工作;不能传递轴向力。

2)有弹性元件挠性联轴器:

(1)弹性套柱销联轴器:

安装注意事项:留出间隙,以保证两轴工作时能做少量的相对轴向位移。

特点:

优点:结构比较简单,制造容易,不用润滑,弹性套更换方便,具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。

应用场合:多用于经常正、反转,启动频繁,转速较高的场合。

(2)弹性柱销联轴器:

特点:

优点:弹性柱销联轴器与弹性套柱销联轴器很相似,但传递转矩的能力更大,结构更为简单,安装、制造方便,耐久性好,允许被连接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移。

应用场合:适用于轴向窜动两较大,经常正、反转,启动频繁,转矩较高的场合。不宜用于可靠性要求高(如起重机提升机构)、重载荷具有强烈冲击与振动的场合。

(3)轮胎式联轴器:

特点:

优点:这种联轴器富有弹性,具有良好的消振能力,能有效地降低动载荷和补偿较大的综合位移,工作可靠。

缺点:径向尺寸较大;当转矩较大时,会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷。

应用场合:适用于启动频繁,正、反向运转,冲击载荷较大而外缘线速度不超过30m/s的场合。

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