联轴器的精准选型指南

联轴器的精准选型指南

在机械设计中，联轴器的选型是一个关键环节。本文将详细介绍联轴器的选型原则和方法，帮助设计人员在众多标准和专利联轴器中做出合适的选择。

设计人员在选择联轴器时，首先应该在已经制定为国家标准、机械行业标准以及获国家专利的联轴器中选择，当现有标准联轴器和专利联轴器不能满足设计要求时才需要设计人员设计联轴器来满足设计需求。当前，我国已标准化了相当多不同品种的联轴器用来满足 不同转矩、转速和工况条件 的设计需求。

联轴器大多已标准化或规范化，我们在选用时就只需根据使用要求和工作条件选择合适的类型，然后再按 转矩、轴径及转速 选择联轴器的型号及尺寸。必要时，应对其易损坏的薄弱环节进行承载能力的验算。

选择联轴器的类型时主要考虑以下方面：

1. 载荷的大小及性质
2. 轴转速的高低
3. 两轴相对位移的大小及性质
4. 工作环境如湿度、温度、周围介质和限制的空间尺寸等
5. 装拆、调整维护要求以及价格等
6. 选择联轴器品种、型式

了解联轴器（尤其是挠性联轴器）在传动系统中的综合功能，从传动系统总体设计考虑，选择联轴器品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴器的品种。根据配套主机的需要选择联轴器的结构型式，当联轴器与制动器配套使用时，宜选择带制动轮或制动盘型式的联轴器；需要过载保护时；宜选择安全联轴器；与法兰联接时，宜选择法兰式；长距离传动，联接的轴向尺寸较大时，宜 选择接中间或接中间套型 。

应用场合举例

1. 对于载荷平稳的低速轴，如两轴对中精确，轴本身刚度较好时，可选用刚性联轴器；
2. 如对中困难，轴的刚度较差时，可选用具有补偿偏移能力的联轴器；
3. 如两轴成一定夹角时，可选用万向联轴器；
4. 对有相对位移且工作环境恶劣的情况，可选用滚子链联轴器；
5. 对于大功率而无冲击的重载传动，建议优先选用齿式联轴器；
6. 对于同时有严重冲击载荷的重载传动，建议优先选用橡胶金属环联轴器、轮胎式联轴器或簧片联轴器等具有高弹性的联轴器；
7. 对于高速传动，应选用平衡精度高的联轴器，如膜片联轴器、齿式联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等；
8. 对于一般公路不超过几十千瓦而冲击不大的非标准机械设备，当两轴的径向偏移不大于0.15mm，角向偏移不大于0.5°时，建议优先选用廉价的弹性柱销联轴器，当两轴的径向偏移不大于0.15mm角向偏移不大于1°时，建议优先选用廉价的梅花形弹性联轴器；只有当两轴的径向偏移及角向偏移更大时才考虑选用补偿性能较好而价格较贵的齿式联轴器和轮胎式联轴器；当角向偏移不大于1.5°时则应考虑选用万向联轴器；
9. 若要求联轴器工作可靠性高，则宜选用由金属元件制成的不需要润滑的联轴器，如膜片弹性联轴器、滚子链联轴器等。需要润滑的联轴器，如齿式联轴器、滑块联轴器等，有可能对环境造成污染，在要求环境特别清洁的场合不宜选用。含有橡胶等非金属元件的联轴器在高温及腐蚀性介质作用下容易老化变质，故在此环境下不宜选用。

2、联轴器转矩的计算

联轴器的类型确定后，可根据转矩、轴直径及转速等确定联轴器的型号和结构尺寸。

确定联轴器的计算转矩Tca。由于考虑机器启动、制动、变速时的惯性力及过载等因素的影响，所以，应取轴上的最大转矩作为计算转矩。

计算转矩Tca：

Tca=K*T=K×9550×Pw/n

式中：

Tca一联轴器所传递的计算转矩，N*m；

K一工作情况系数，查设计手册（不同厂家的工况系数不同，根据实际情况带入）；

T一联轴器所传递的名义转矩，N*m；

Pw一驱动功率，kW；

n一工作转速，r/min。

3、初选联轴器型号

根据计算转矩Tc，从标准系列中可选定相近似的公称转矩Tn，选型时应满足Tn≥Tc。

初步选定联轴器型号（规格），从标准中可查得联轴器的许用转速[n]和最大径向尺寸D、轴向尺寸Lo，应满足联轴器转速n≤[n]。

4、根据轴径调整型号

初步选定的联轴器联接尺寸，即轴孔直径d和轴孔长度L，应符合主、从动端轴径的要求，否则还要根据轴径 d 调整联轴器的规格。

主、从动端轴径不相同是普遍现象，当转矩、转速相同，主、从动端轴径不相同时，应按 大轴径 选择联轴器型号。

新设计的传动系统中，应选择符合GB/T3852中规定的七种轴孔型式，推荐采用J1型轴孔型式，以提高通用性和互换性，轴孔长度按联轴器产品标准的规定。

5、选择联接型式

联轴器联接型式的选择，取决于主、从动端与轴的联接型式，一般多采用键联接，为统一键联接型式及代号，在GB/T3852中规定了七种键槽型式，四种无键联接，用得较多的是A型键（平键单键槽）。

6、选择联轴器种类、形式

根据动力机和联轴器载荷类别、转速、工作环境等综合因素，选定联轴器品种，根据联轴器的配套、联接情况等因素选定联轴器型式；根据公称转矩、轴孔直径与轴孔长度作校核验算，以最后确定联轴器的型号。在轴系传动中一般均存在不同程度两轴线相对偏移，应选用挠性联轴器；当轴系传动中工作载荷产生冲击、振动时，则应选用弹性联轴器，从减振、缓冲效果和经济性考虑，宜选用非金属弹性元件弹性联轴器。

特别注意

我国普遍存在联轴器选用不当的现象，例如在冶金机械和重型机械的轴系传动中广泛选用齿式联轴器。在冶金机械和重型机械低速重载轴系传动中冲击、振动和两轴偏移是相当突出的不利因素，只有选用减振、缓冲效果好的弹性联轴器才能改善传动系统工作状态，而齿式联轴器无论是鼓形齿和直齿均为刚性可移式联轴器。根据不具备减振、缓冲功能，而且还存在要润滑密封，需定期维修，制造工艺复杂，成本高等一系列缺点，鼓型齿式联轴器理应所有齿都啮合（点接触），由于制造误差的存在，全部齿都啮合是不可能的，承载能力大是理论值。过去联轴器品种少，选择的余地小，如今有很多弹性联轴器问世，其中扇形块弹性联轴器和弹性活销联轴器是代替齿式联轴器的合理选择之一。