联轴器是联接主动轴和从动轴,使之共同旋转,以传递运动和扭矩的机械零件。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、从动轴联接,并联接成一体。大多数动力机都依靠联轴器与工作机联接。联轴器类型很多,通常分刚性联轴器和弹性联轴器两类。选型时,应综合考虑联轴器的工况条件、特点、制造成本、安装和使用环境等因素。联轴器应用于各种机械设备当中,比如清除湿气的除湿机、马达转轴等设备都会使用到。
①固定式联轴器:有套筒联轴器、凸缘联轴器和夹壳联轴器等。刚性固定式联轴器结构简单,制造容易,两轴瞬时转速相同,但要求所联两轴保持在同轴线上无相对位移,以免产生附加动载。其中,凸缘联轴器对中**,刚性好,传递扭矩能力强。套筒联轴器径向尺寸和转动惯量都小,可用于起动频繁、速度常变的传动。夹壳联轴器常用于联接垂直安置的轴,装拆时轴无需作轴向移动。
②可移式联轴器:有齿轮联轴器、链条联轴器、十字滑块联轴器和万向联轴器等。刚性可移式联轴器可补偿两轴轴线的相对位移,从而改善工作状况。这种相对位移是在机器运转过程中因零件受载变形、机座下沉和热变形等而引起的。齿轮联轴器由齿数相等的内外齿轮和其他零件组成,两半部分间允许有综合位移,广泛用于高速、重载的机械传动。链条联轴器由装在两轴上的齿数相等的链轮和链条组成,允许有径向位移,结构简单,工作可靠,质量小,维护方便,但不宜用于高速和起动频繁的场合。十字滑块联轴器由中间滑块和两个带槽的半联轴器组成,允许有径向位移,用于转速较低的场合。万向联轴器用于轴线相交的两轴联接,两轴轴线夹角可达45°。如两轴线不重合,则当主动轴作等速旋转时从动轴的瞬时转速是变化的。利用两个万向联轴器和一根中间轴(中间轴的叉形件处在同一平面内,两轴与中间轴的夹角相等),就能获得两轴相同的瞬时转速。此外,尚有其他不同结构形式的同步万向联轴器,如球笼式同步万向联轴器。
靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴轴线的相对位移,且有缓冲、减振性能(图2)。弹性联轴器是可移的。弹性元件的材料有金属和非金属两种。金属弹性元件强度高,承载能力大,弹性模量大而稳定,受温度影响小,但成本较高。使用金属弹性元件的联轴器有簧片联轴器、盘簧联轴器、卷簧联轴器等。簧片联轴器具有高弹性和良好的阻尼性能,适用于载荷变化大的大功率场合。盘簧联轴器由带状弹簧绕在两半联轴器的齿间构成,依靠不同的齿形可做成定刚度或变刚度的联轴器,后者适用于扭矩变化较大的两轴间的联接。
使用非金属弹性元件容易得到不同的刚度,内摩擦大,单位体积储存的变形能大,阻尼效果好,工作时无需润滑,重量轻,但强度较低,承载能力小,材料容易老化和磨损,寿命较短。使用橡胶、尼龙和聚氨酯等非金属弹性元件的联轴器有弹性圈柱销联轴器、轮胎联轴器、高弹性橡胶联轴器、橡胶套筒联轴器、橡胶板联轴器和尼龙柱销联轴器等。弹性圈柱销联轴器广泛用于载荷平稳、要求正反转或起动频繁的传动。轮胎联轴器用橡胶或橡胶织物制成轮胎作为弹性元件,扭转刚度小,缓冲减振能力强,适用于潮湿、多尘、冲击大、需要正反转和两轴相对位移较大的联接,在起重运输机械中应用较广。高弹性橡胶联轴器的橡胶体硫化在金属的内、外盘上成为组合环,通常成对配置,具有较高的弹性和良好的减振性能。橡胶套筒联轴器和橡胶板联轴器结构简单,易于制造,应用也很广泛。尼龙柱销联轴器与弹性圈柱销联轴器相似,但结构较简单,耐磨性和减振能力也较强。