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联轴器的扭矩计算 选择联轴器的主要依据是传递的最大扭矩，传递的最大扭矩应小于或等于许用扭矩值，最大扭矩的确定应考虑机器制动所需加减速扭矩和过载扭矩。但是往往因为在设计时资料不足或分析困难，最大扭矩不易确定，此时可按计算扭矩选用。即计算扭矩不超过许用扭矩值。计算扭矩Tc可用下式求出 TcKT T9550Pw/n7020PH/n 式中T理论扭矩N.m K---工作情况系数，可参考JB/ZQ4383-86 联轴器的载荷分类及工作情况系数选用， 通常1﹤K﹤5。 Pw ---驱动功率；Kw； PH---驱动功率马力 n----转速rpm 一、什么是万向节 RCFans,China 万向节即万向接头，英文名称universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的 “关节”部件。万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。万向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。为满足动力传递、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间常用万向节相连。但由于受轴向尺寸的限制，要求偏角又比较大，单个的万向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动，加剧机件的损坏，产生很大的噪音，所以广泛采用各式各样的等速万向节。在前驱动汽车上，每个半轴用两个等速万向节，靠近变速驱动桥的万向节是半轴内侧万向节，靠近车轴的是半轴外侧万向节。在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要进行连接。汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装的位差等，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此在后驱动汽车的万向节传动形式都采用双万向节，就是传动轴两端各有一个万向节，其作用是使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等。 下面我们将通过万向传动装置教程深入了解一下各部件构造及其作用，恶补一下 膜片联轴器安装使用说明 1. 安装前应首先检查原动机和工作机两轴是否同心，两轴表面是否有包装纸和碰伤，联轴器两个半联轴节内孔是否有杂物，内孔棱边是否有碰伤、如有应将轴、半联轴节清理干净，碰伤用细锉处理好。 然后 检查两个半联轴节的内孔直径和长度是否同原动机、工作机的直径和轴伸长度尺寸相符。一般选型时，让原动机和工作机端半联轴节长度小于其轴伸长度1030mm为好。 2. 为了便于安装，最好是将两个半联轴节放在120--150的保温箱或油槽中进行预热，使内孔尺寸涨大很容易装上。安装后保证轴头不能凸出半联轴节端面，以齐平为好。 检测两半联轴节之间的距离沿半联轴节的法兰盘两内侧测出3--4点的读数取平均值，及加长段与两个膜片组实测尺寸之和，两者误差控制在00.4mm范围之内。 3. 找正用百分表检测两半联轴节法兰盘端面和外圆跳动，当法兰盘外圆小于250mm时跳动值应不大于0.05mm；当法兰盘外圆大于250mm时，跳动值应不大于0.08,测量方法参见 图1、图2 。 4.安装螺栓把螺栓从法兰盘小孔外侧穿入，从另一件法兰盘大孔外侧穿出套上缓冲套、弹性垫圈、扭上螺母,用扳手将螺母把紧。如安装不适或拆除更换，又不损伤轴及5. 操作工须知在启动设备前应先检查联轴器的螺母是否有松动或脱落，如有要及时将螺母用扳手把紧。应先空载启动设备1分钟后将负载管线阀门打开；停机顺序相反。请每月将联轴器外部用机油涂刷一遍 6、实践证明，如按说明及要求进行安装、维护、操作、膜片联轴器的日启动次数在1--5次,膜片的使用寿命最少5年以上.如不按说明书的要求进行安装、维护、操作，特别是螺栓方向装错使膜片变形或原动机与工作机两轴轴心偏移过大都会使膜片提前损坏半联，请按 图3至图7 作工具并安装。安装完毕后，转动自如无别劲为好。常用联轴器安装与使用 1. 刚性联轴器 1.1.凸缘联轴器 1.1.1常用种类 a有对中榫 b无对中榫 c带防护缘 1.1.2安装检修要求 采用联轴器传动的机器，联轴器两轴的对中偏差及联轴器的端面间隙，应符合机器的技术文件要求。若无要求，应符合下列规定 两半联轴器端面应紧密接触，其两轴的对中偏差径向位移应不大于0.03毫米，轴向倾斜应不大于0.05／1000。 1.2.其他刚性联轴器 1.2.1常用种类 套筒联轴器、夹壳联轴器、紧箍夹壳联轴器、凸缘夹壳联轴器等. 1.2.2安装检修要求 采用联轴器传动的机器，联轴器两轴的对中偏差及联轴器的端面间隙，应符合机器的技术文件要求。若无要求，应符合下列规定 两半联轴器端面应紧密接触，其两轴的对中偏差径向位移应不大于0.03毫米，轴向倾斜应不大于0.05／1000。 2.挠性联轴器 2.1.滑块联轴器 2.1.1. 常用种类 a结构图 十字滑块联轴器、滑块联轴器等。 2.1.2. 安装检修要求 采用联轴器传动的机器，联轴器两轴的对中偏差及联轴器的端面间隙，应符合机器的技术文件要求。若无要求，应符合下列规定 十字滑块联轴器两轴径向相对位移不大于0.01d0.25㎜d为轴径,许用相对角位移为30ˊ, 端面间隙S,当外径不大于1 9 0毫米时，应为O．5～O．8毫米；当大于1 9 0毫米时，应为1～1．5毫米。 滑块联轴器的端面间隙S约为2毫米 十字滑块和挠性爪型联轴节两轴的不同轴度表 联轴节外形最大直径D 毫米 两轴的不同轴度 不应超过 径向位移 毫米 倾 斜 ≤300 300～600 0.1 0.2 0.8／1000 1.2／1000 2.2.链条联轴器 2.2.1. 常用种类 a双排滚子链联轴器 1、5-半联轴器；2一罩壳；3一链条; 4一密封圈 b单排链联轴器 2.2.2. 安装检修要求 采用联轴器传动的机器，联轴器两轴的对中偏差及联轴器的端面间隙，应符合机器的技术文件要求。若无要求，应符合下列规定 两轴相对许用轴向位移为1.4～9.5㎜,许用径向位移为0.19～0.27㎜,许用相对角位移为1,一般许用相对角位移为1000mm和过盈量较大的机件。 压入装配法多用于轻型和中型静配合，而且需要压力机等机械设备，故一般仅在制造厂采用。 冷缩装配法一般用液氮等作为冷源，且需有一定的绝热容器，故也只能在有条件时才采用。 以下介绍热套装配法。 4.2.1热套装配的基本原理 热套装配的本质原理是加热包容件孔，使其直径膨胀一个配合过盈值，然后装入被包容件轴，待冷却后，机件便达到所需结合强度。 实际上，加热膨胀值必须比配合过盈值大，才能保证顺利安装而不致于在安装过程中因包容件的冷却收缩，出现轴与孔卡住的严重事故。 同时，为了保证具有较大的啮合力结合强度，热套装配的结合面要经过加工，但不要过分光洁，因为一定的表面粗糙度一般为Ra3.2，不受轴向移动而被压平，冷却以后，将使内外机件的结合强度较大，所能传递的扭距也较大。 4.2.2加热温度的确定 当工件材料一定后，包容件的最低加热温度取决于配合面的过盈量及所需装配间隙。装配间隙的大小直接影响装配时间，为防止包容件冷却收缩，必须限定装配时间，应当预留的装配间隙，一般有经验数据推荐 加热最小装配间隙⊿um 机件重量㎏ 被加热连接件直径㎜ 80～120 120～180 180～260 260～360 360～500 加热最小装配间隙⊿um 小于16 16～50 50～100 100～500 500～1000 1000 40～50 60～70 100～120 150～170 50～60 80～90 130～150 180～200 210～230 60～70 90～100 180～200 240～250 250～270 280～300 100～120 20～240 60～280 90～310 30～360 220～240 300～320 340～360 380～400 包容件加热后孔的直径增大值有以下关系 i⊿tt010*a*D 式中t加热后的温度℃； to开始加热的温度℃； i过盈量um； ⊿能使轴自由通入孔中避免表面相擦所需的装配间隙㎜； D包容件孔的直径mm； a包容件孔材料的线膨胀系数106l／℃。 故需加热温度为 ti⊿/ 10*a*D to 对于⊿值，可简化采用Ki⊿3i～6i，这样的⊿值取得略大了些。此时，上式可写为 tK/a*D to 注意式中K值的单位是㎜ 各种金属材料的线膨胀系数a值106l／℃ 材 料 加热温度范围 ℃ 冷 却℃ 20～100 20～200 20～300 20～400 20～600 工程用铜 16.6～17.1 17.1～17.2 17.6 18～18.1 18.6 一14 黄 铜 17.8 18.8 20.9 16 锡青铜 17.6 17.9 18.2 一15 铝青铜 17.6 17.9 19.2 碳 钢 10.6～12.2 11.3～13 12.1～13.5 12.9～13.9 13.5～14.3 8.5 铬 钢 11.2 11.8 12.4 13 13.6 40CrSi 11.7 30CrMnSiA ll 3Crl3 10.2 11.1 11.6 11.9 12.3 1Crl8Ni9Ti 16.6 17 17.2 17.5 17.9 铸 铁 8.7～11．1 8.5～11.5 1O.1～12.2 1.5～12.7 12.9～13.2 8 镍铬合金 14.5 铝合金 23 一18 镁合金 26 2l 注碳素钢加热温度不得超过400℃ 4.2.3加热方法的选择 将包容件加热到需要温度的方法应按现场条件、被加热件尺寸、数量和要求进行选择。 一般的加热方法有固体燃料加热，热浸加热，氧-乙炔焰加热、喷灯加热、电加热等。如条件许可，可在专用炉如火焰加热炉和盐浴炉、电阻炉等各种电加热炉内加热。当工地现场条件不允许时，可砌一简易的炉子，并用木柴、焦炭等固体燃料，进行加热。如条件许可，也可用煤气、液体燃料进行喷燃。 热浸加热通常只用于尺寸较小的联轴节内径在100mm以下，方法简便，加热均匀。 氧-乙炔焰加热法用于加热小的机件或较大机件的局部时，方法简便，但要求较熟练的技术，以防过热而烧坏机件。 对于大型联轴器，也可采用多台氧-乙炔焰加热和喷灯加热联合使用，效果很好。 电加热法虽属较好的加热方法，但因需要专用设备，限制了它在安装工地现场的使用，但电感应加热法，还是可以考虑选用。 在安装工地现场对大、中型联轴节采用的电感应加热法是在感应线圈中通人工作频率50Hz、低电压和大电流。 在相同条件和同一材料时，电流频率f和电流透人深度δ成反比。现在希望δ大，因此不采用中频500～10000Hz和高频105～106Hz，而采用工作频率50Hz。 低压、大电流可使交变涡流和磁滞损失增强，发热增加。通常采用的电压有380V和220V。 用220V电压时，只要下图所示，将线圈绕在工件表面，绕得密些，绕不下时，可绕多层各层间串联绕制方向应相反，使总磁通同向，以减少匝间距离，提高加热速度和均匀性。线圈匝数可按要求的磁场强度H，通过公式H4πWI圆柱多匝螺旋形感应器求出。 根据施工经验，不论联轴节大小，每1V电压用1.3m、38㎜的导线可以了，那么如用220V电压来加热联轴节，需用38㎜的导线300m左右。 4.2.4联轴节的热套工艺 A.装配前的准备工作 准备工作做得仔细与否，对保证热套装配的顺利进行非常重要。，需作如下准备工作 1． 检查、测量和加热温度的计算。 在热套装配之前，首先要对所热套联轴节进行仔细的检查，检查联轴节的加工质量是否符合要求。 对联轴节与转轴的配合部位孔的尺寸进行详细的测量。一般长度的联轴节测量两端和中间的孔径尺寸，长尺寸的可以多取几个。同时，相应地测量转轴配合部位的尺寸.测量的数据一定要正确，每一部位可测量2～3次，取其算术平均值。 测量尺寸部位 根据数据计算所需加热的温度。 2．工具准备除一般通用工具外，热套联轴节时尚应准备下列设备和工具 1加热炉及燃料； 2套装联轴节的自制专用工具，其中包括夹紧工具、翻转工具、专用起重工具等； 3量棒，根据所需控制的装配间隙进行制作。 4测试温度用的测温器或试温材料，试温材料如机油发火点200～220℃、锡熔点232℃、铝熔点327℃、锌熔点419℃等； 5隔热防护工具，如隔热用的透明面罩、石棉手套等。． 3．操作训练由于热套装工作是在高温下操作的，如果准备工作不仔细、操作人员配合不协调，将可能给套装工作带来严重的不良后果。因此，在热套装工作正式进行之前,应进行必要的操作训练,按实际套装步骤,操作一次或数次,使所有参加人员分工明确、重点突出,措施得当,临场不乱。 B.热套联轴节的操作步骤 1．在加热炉内加热到指定温度，并检测工件温度。 2．将联轴节取出后翻身，放人炉内继续加热。如用木柴加热大型联轴节。则经2～3h后，用量棒反复测量孔径，直至尺寸最大的量棒能自由进入联轴节孔内，加热即可结束。 3．吊出联轴节，装上撞板、抬攀或其他套装工具。 4．校正联轴节的位置，使联轴节孔垂直垂直套装时或呈水平水平套装时，并清扫联轴节孔，使内孔无杂物。 5．将联轴节吊近转轴处；再一次用量棒检查内孔尺寸是否有所需装配间隙，如量棒能通过，才能进行套装。 6．在转轴的配合面上均匀地涂上机油。 7．将联轴节平稳地移近转轴，对准轴与孔的位置，进行套装。待联轴节套进1/3左右，应再一次检查孔与轴的相对位置，是否有歪斜，如果正确，则继续将联轴节撞进。 8．最后装上夹紧工具，防止联轴节在轴上移动，然后让其自然冷却。 C.注意事项 因为热装是在高温和紧张的状态下进行，故对可能发生的问题，要有充分的估计，事前应设法避免，如万一发生，也会临场不慌，及时采取措施，进行处理。 首先必须使每个操作人员了解操作步骤，做到分工明确，在出现任何事故时都要坚守岗位。 其次要求校准联轴节的轴线水平或垂直，对准联轴节孔与轴端的位置。调整撞块位置时要仔细、认真，确保正确无误。 在实践中，常可能出现的事故有 1．联轴节轴线撞歪，联轴节撞不进为防止这类事故，除要在校准轴线、联轴节孔与轴的位置、撞块位置时做到正确无误外，还要注意，撞击点位置要选好，第一、二下要轻，待进人一段距离约1/3后，方可用力猛击。 若确系撞歪，又无法校准时，应再热后迅速拉出，切勿再硬行撞进。 2． 其他事故可能有撞块滑轮因位置没紧固而向后退、葫芦链条滑下来、燃料不足、火警等，均要事先加以注意，在工具准备和操作训练阶段中仔细检查。 3． 当在主轴上事先已安装好轴承、机械密封等精密部件时禁止用力打击和撞击联轴器,以防损伤或损坏精密部件。 联轴器新旧标准对照表 序 号 现行标准号 产品型号 旧标准号 产品型号 1 JB/T8854.1-2001 GCLD JB/T8854.1-1999 ZBJ19012-89 GCLD JB/ZQ4380-86 GⅡCLD 2 JB/T8854.2-2001 GⅠCL JB/T8854.2-1999 ZBJ19013-89 JB/ZQ4378-86 GⅡCL GⅡCLZ JB/T8854.3-1999 ZBJ19014-89 JB/ZQ4379-86 GⅡCLZ 3 JB/T8854.3-2001 GⅠCL JB/T8854.2-1999 ZBJ19013-89 JB/ZQ4222-86 GⅠCL GⅠCLZ JB/T8854.3-1999 ZBJ19014-89 JB/ZQ4223-86 GⅠCLZ 4 JB/ZQ4644-1997 NGCL JB/ZQ4644-86 NGCL 5 JB/ZQ4645-1997 NGCLZ JB/ZQ4645-86 NGCLZ 6 JB/ZQ4186-1997 WG / / 7 JB/T7001-1993 WGP / / 8 JB/T7002-1993 WGC / / 9 JB/T7003-1993 WGZ / / 10 JB/T7004-1993 WGT / / 11 JB/ZQ4218-86 CL Q/ZB104-73 CL 12 JB/ZQ4219-86 CLZ Q/ZB105-73 CLZ 13 GB/T5272-2002 LM LMD LMS LMZ-Ⅰ LMZ-Ⅱ GB5272-85 ML MLZ MLS MLL-Ⅰ MLL-Ⅱ 14 GB/T4323-2002 LT LTZ GB4323-84 TL TLL 15 GB/T5014-2003 LX LXZ GB5014-85 HL HLL 16 GB/T515-2003 LZ LZJ LZD LZZ GB5015-85 ZL ZLZ ZLD ZLL 17 GB/T6069-2002 GL GB6069-86 GL 18 GB/T5843-2003 GY GYS GYH GB5843-86 YL YLD 19 GB/T5844-2002 UL GB5844-86 UL 20 JB/ZQ4376-1997 YL JB/ZQ4376-86 YL 21 JB/ZQ4384-1997 WHL JB/ZQ4384-86 KL 22 JB/ZQ4018-1997 LLA LLB JB/ZQ4018-86 LLA LLB 23 JB/T5514-1991 TGL / / 24 JB/ZQ4389-1997 制动轮 JB/ZQ4389-86 制动轮 传动联结件是机械通用零部件的重要组成部分，是量大面广的机械零部件，适用于冶金矿山、交通运输、工程机械、航天航空、船舶机械、轻工纺织等行业。其功能主要是传递运动和动力，由于其使用场合的不同，因此其传递范围小到几个 Nm ，大到数万 kNm ，其转速范围小到数转 / 分，大到数万转 / 分。以离合器和联轴器例，由于不同的使用要求以及其技术的发展，它们的种类和型式多样，以适应不同的需求。离合器以往最常用的是各种湿式和干式的片式离合器，其摩擦材料有铁基、铜基、酚醛塑料、石棉基、纸基、碳基等供选用。 我国传动联结件的技术和生产主要经历了三个阶段。一是 20 世纪 50 ～ 60 年代以自力更生为主，配合各种机械设备的制造，配套制造一些传动联结件，功率较小，品种少，不成套。二是 20 世纪 70 ～ 80 年代，随着对外开放，引进一些专利技术，也进口了各种机械设备，如引进奥地利盖斯林格公司的盖斯林格联轴器，对这一技术的发展和在国内推广应用起了关键作用。进口许多大型挖泥船及其它船舶，对大功率弹性联轴器和弹性离合器的消化吸收和发展应用也起了很大作用。三是近十几年来，各工业部门根据发展配套的需要，在原机械部机械院标准所的统一规划下开展了一系列传动联结件的标准化工作，进行了大量基础标准和产品标准的工作，为传动联结件的通用化、系列化、标准化发展打下了基础。 在国外，传动联结件的生产均以专业化为主，一般规模为中、小型，人员在数十至数百人，也有很多企业是全球性的，在世界各国有他们的生产、销售和服务网点。也有一些传动联结件公司是大集团公司的一部分。这些传动联结件公司的共同特点是产品技术含量高，适应当前重机配套的技术需要，加工设备先进，铸锻件及液压、电器元器件配套，管理先进，注重技术开发和技术进步。国内国营专业传动联结件生产厂不多，也有一些大型冶金设备、重型设备、钢厂、电厂、造船厂有自已的工段式车间进行传动联结件的配套生产，而在汽车行业相对这些国营专业生产厂较多些。除此之外，小规模的民营企业较多，可以生产较为单一的产品。 近年来传动联结件技术和应用发展趋势有以下几点一是与主机、负载综合分析和配套。如工程机械、车辆、船舶动力传动，都需要传动联结件的特性与发动机和负载机械特性进行系统分析，从而进行传动联结件的最佳选择。二是对传动联结件质量要求的不断提高，这就对原材料、加工与装配工艺，产品的过程和最终检验的要求大大提高。三是随着主机要求的变化以及技术发展的需要，对传动联结件的技术发展和技术开发更为重视。四是传动联结件本身的配套向专业化发展。如离合器、制动器的摩擦材料、联轴器的弹性元件，离合器、制动器的液压、气动和电器元件，甚至铸锻件、热处理和标准件均更趋专业化联轴器的选用 联轴器品种、型式、规格很多，在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上，根据传动的需要来选择联轴器，首先从已经制订为标准的联轴器中选择，目前我过制订为国际和行标的联轴器有数十种，这些标准联轴器绝大多数是通用联轴器， 万向联轴器 ,每一种联轴器都有各自的特点和适合范围，基本能够满足多种工况的需要，一般情况下设计人员无需自行设计联轴器，只有在现有标准联轴器不能满足需要时才自行设计联轴器。标准联轴器选购方便，价格比自行设计的非标准联轴器要便宜很多。在众多的标准联轴器中，正确选择适合自己需要的最佳联轴器，关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题，也关系到机械产品的质量。设计人员在选用联轴器时应立足于从轴系传动的角度和需要来选择联轴器，应避免单纯的只考虑主、从动端联接选择联轴器。 一、选择联轴器应考虑的因素 （一） 动力机的机械特性 动力机到工作机之间，通过一个或数个不同品种型式、规格的联轴器将主、从动端联接起来，形成轴系传动系统。在机械传动中，动力机不外乎电动机、内燃机和气轮机。由于动力机工作原理和机构不同，其机械特性差别较大，有的运转平稳，有的运转时有冲击，对传动系统形成不等的影响。根据动力机的机械特性，将动力机分为四类。 万向联轴器 ,见表 1 。 表 1 动力机系数Kw 动力机类别代号 动力机名称 动力机系数 Kw 动力机类别代号 动力机名称 动力机系数 Kw Ⅰ 电动机、透平 1.0 Ⅲ 二缸内燃机 1.4 Ⅱ 四缸及四缸以上内燃机 1.2 Ⅳ 单缸内燃机 1.6 动力机的机械特性对整个传动系统有一定的影响，不同类别的动力机，由于其机械特性不同，应选取相应的动力机系数 Kw ，选择适合于该系统的最佳联轴器。动力机的类别是选择联轴器品种的基本因素，动力机的功率是确定联轴器的规格大小的主要依据之一，与联轴器转矩成正比。固定的机械产品传动系统中的动力机大都是电动机，运行的机械产品传动系统（例如船舶、各种车辆等）中的动力机多为内燃机，当动力机为缸数不同的内燃机时，必须考虑扭振对传动系统的影响，这种影响因素与内燃机的缸数、各缸是否正常工作有关。此时一般应选用弹性联轴器，以调整轴系固有频率，降低扭振振幅，从而减振、缓冲、保护传动装置部件，改善对中性能，提高输出功率的稳定性。 （二） 载荷类别 由于结构和材料不同，用于各个机械产品传动系统的联轴器，其载荷能力差异很大。载荷类别主要是针对工作机的工作载荷的冲击、振动、正反转、制动、频繁启动等原因而形成不同类别的载荷。为便于选用计算，将传动系统的载荷分为四类，见表 2 。 表 2 载荷类别 载荷类别 载荷状况 工况系数 K