任务描述

联轴器是用来连接不同机构的两根轴（主动轴和从动轴），使之共同旋转以传递转矩的机械零件。联轴器是机械传动中的常用部件，一般动力机大都借助联轴器与工作机相连接。在高速重载动力设备中，有些联轴器还有缓冲、减振、安全保护和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两个部分组成，分别与主动轴和从动轴连接。采用联轴器连接的两传动轴在机器工作时不能分离，只有当机器停止运转时，才能用拆卸方法将它们分开。另外，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化等影响，会导致被联轴器连接的两轴产生相对位移或偏差。因此，设计联轴器时需要从结构上采取各种措施，使联轴器具有补偿各种偏移量的能力，否则就会在轴、联轴器、轴承之间产生附加载荷，导致工作状态恶化。

相关知识

一、联轴器的类型和特点

联轴器的类型很多，其中绝大多数已经标准化。根据联轴器对各种相对位移有无补偿能力进行分类，联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。

刚性联轴器不能补偿两轴间的相对位移，无减振和缓冲能力，要求被连接两轴对中性好。挠性联轴器按是否具有弹性元件分类，又可分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器。无弹性元件挠性联轴器具有补偿两轴线相对位移的能力，但不能缓冲减振；有弹性元件挠性联轴器因有弹性元件，除了具有补偿两轴线相对位移的能力外，还具有缓冲和减振作用，但传递的转矩因受到弹性元件强度的限制，通常比无弹性元件挠性联轴器小。

二、刚性联轴器

刚性联轴器结构简单、制造容易、承载能力强、制造成本低，但没有补偿轴线偏移的能力，适用于载荷平稳、转速稳定、两轴对中性良好的场合。常用刚性联轴器主要有凸缘联轴器和套筒联轴器。

（1）凸缘联轴器。如图5-30所示，它由两个带凸缘的半联轴器组成，采用键连接方式分别与两轴连在一起，然后再用螺栓将两个独立的半联轴器连成一体。凸缘联轴器结构简单，制造成本低，工作可靠，装拆方便，刚性好，可传递较大转矩，常用于对中性精度较高、载荷平稳的两轴连接（如电动机输出轴与减速器的连接）。但连接时，要求安装准确。

图5-30　凸缘联轴器

（2）套筒联轴器。如图5-31所示，它是利用键（或销）和套筒将两轴连接起来，以传递转矩的。采用销连接的套筒式联轴器可用作安全联轴器，过载时销被剪断，避免薄弱环节零件受到损坏。套筒联轴器结构简单，径向尺寸小，承受转矩较小，常用于严格对中、工作平稳、无冲击的两轴连接。

图5-31　套筒联轴器

三、无弹性元件挠性联轴器

无弹性元件挠性联轴器依靠自身动连接的可移动功能来补偿轴线偏移，适用于载荷和转速有变化以及两轴线有偏移的场合。常用无弹性元件挠性联轴器主要有齿式联轴器、十字滑块联轴器、万向联轴器和链条联轴器等。

（1）齿式联轴器。如图5-32所示，它由齿数相同的两个带内齿的外套筒和两个带外齿的内轴套组成，并依靠内、外齿啮合传递转矩。齿式联轴器结构较复杂，传递转矩大，但总的质量较大，制造成本较高，齿轮啮合处需要润滑。齿式联轴器多用于高速、重载、起动频繁和经常正反转的重型机器和起重设备中。

图5-32　齿式联轴器

（2）十字滑块联轴器。如图5-33所示，它由两个端面上开有凹槽的半联轴器和两面带有凸牙的中间滑块组成。中间滑块可在凹槽中滑动，以补偿安装及运转时两轴间的偏移。十字滑块联轴器结构简单，制造方便，主要用于低速、轴的刚度较大且无剧烈冲击的两轴连接。

图5-33　十字滑块联轴器

（3）万向联轴器。如图5-34所示，它由两个叉形接头、一个中间连接件和轴销组成。万向联轴器属于可动的连接，且允许两轴间有较大的夹角（可达35°～45°）。万向联轴器结构紧凑、维护方便，常成对使用，广泛用于汽车、拖拉机、多头钻床中。

图5-34　万向联轴器

（4）链条联轴器。如图5-35所示，它由带有相同齿数的链轮半联轴器，用一条滚子链连接组成。链条联轴器结构简单，拆装方便，传动效率高，但不能承受轴向力，适合于恶劣工作环境下的两轴连接。(www.daowen.com)

图5-35　链条联轴器

四、弹性元件挠性联轴器

弹性元件挠性联轴器是依靠本身动连接的可移动功能补偿轴线偏移的，适用于载荷和转速有变化以及两轴线有偏移的场合。常用弹性元件挠性联轴器主要有弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、梅花销联轴器、轮胎式联轴器和蛇形弹簧联轴器等。

（1）弹性套柱销联轴器。如图5-36所示，弹性套柱销联轴器的构造与凸缘联轴器相似，不同之处是用带有弹性套的柱销代替了连接螺栓。通过蛹状耐油橡胶（或尼龙），可提高其弹性。弹性套柱销联轴器结构比较简单，制造容易，不用润滑，弹性套更换方便，是弹性联轴器中应用最广泛的一种联轴器，多用于经常正、反转，起动频繁，转速较高的两轴连接，如电动机与机器轴之间的连接。

图5-36　弹性套柱销联轴器

（2）弹性柱销联轴器。如图5-37所示，它采用尼龙柱销将两个独立的半联轴器连接起来，为防止柱销滑出，两侧装有挡板。弹性柱销联轴器结构简单，制造、安装容易，维修方便，传递的转矩较大，具有吸振和补偿轴向位移的能力，多用于轴向窜动量较大，经常正、反转，起动频繁，转速较高的两轴连接。

图5-37　弹性柱销联轴器

（3）梅花销联轴器。如图5-38所示，它主是由两个独立的半联轴器和弹性元件（如橡胶）的密切啮合并承受径向挤压以传递转矩。当两轴线发生偏移时，通过弹性元件的弹性变形起到自动补偿作用。梅花销联轴器结构简单，安装、制造容易，补偿能力强，主要用于经常正、反转，有一定冲击载荷，起动频繁，中高转速的两轴连接。

图5-38　梅花销联轴器

（4）轮胎式联轴器。如图5-39所示，它主要由两个独立的半联轴器、橡胶轮胎和止退垫板组成，止退垫板通过螺钉将橡胶轮胎固定在半联轴器上，橡胶轮胎将运动传递给另一半联轴器，从而实现两轴一起运动。由于橡胶轮胎具有较好的减振作用，两传动轴允许有一定的径向和轴向误差。轮胎式联轴器具有良好的消振和补偿能力，主要用于经常正、反转，起动频繁，有潮湿、振动、冲击和轴向有窜动的中小载荷的两轴连接。

图5-39　轮胎式联轴器

（5）蛇形弹簧联轴器。如图5-40所示，它主要由两个独立的带外齿圈的半联轴器和置于齿间的一组蛇形弹簧组成，每个齿圈上有50～100个齿，齿间的弹簧为1～3层。为了便于安装，将弹簧分成6～8段，蛇形弹簧用外壳罩住。蛇形弹簧联轴器补偿能力强，主要用于大功率的机械传动。

图5-40　蛇形弹簧联轴器

五、联轴器的装拆

安装联轴器时，需要先将半联轴器分别与轴固定，然后将两个独立的半联轴器连接在一起。连接时应保持两轴同心，尽量减小径向偏差，最后进行固定。联轴器安装好后，应运转自如，没有松紧不匀现象。拆卸联轴器时，应注意防止损伤接合面。拆卸顺序与安装顺序相反。

思考练习

1.简述螺纹连接的类型。

2.螺纹的主要参数有哪些？

3.简述弹簧的功能及其应用。

4.简述联轴器的类型和特点。