柱銷聯(lián)軸器的選用及材質介紹

劉瑩 程學松

摘 要：當軸與軸要聯(lián)接傳達動力時，一般有用皮帶輪或齒輪做聯(lián)接，但若要求兩軸在一直線上且要求等速轉動的話，則必須使用聯(lián)軸器來聯(lián)接。聯(lián)軸器的制造問題就成了被聯(lián)接機器經(jīng)濟價值體現(xiàn)的至關部件。

關鍵詞：聯(lián)軸器；柱銷

1. 引言

科技和工業(yè)發(fā)展，促進了大功率、高速、高溫、高精度以及低速、中載機械產(chǎn)品和機械設備的發(fā)展，對這些特殊工況條件下傳動系統(tǒng)聯(lián)軸器的作用，提出了新的綜合要求，除傳遞轉矩或運動外，還要求具有補償兩軸相對偏移、減震緩沖、提高傳動效率，提高傳動精度，降低噪聲、節(jié)能、環(huán)保，改善傳動系統(tǒng)工作性能且要求聯(lián)軸器結構簡單、工藝性好，可靠性高，安全性好，便于制造，維護方便，裝拆容易，更換易損件（彈性元件）時不需作軸線移動等多項要求，針對產(chǎn)品設計中提出的要求，對聯(lián)軸器平衡的控制正被越來越多的科技人員所認識，因此，在國際上科技界對聯(lián)軸器在傳動系統(tǒng)中平衡的重要作用亦部分的反映了該國的工業(yè)和科技水平。

2.柱銷聯(lián)軸器簡介

聯(lián)軸器主要用來聯(lián)接軸與軸或聯(lián)接軸與其他回轉零件，用以傳遞運動與轉矩，有時也可以用作安全裝置。本文介紹彈性柱銷聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器具有傳遞扭矩能力大，結構簡單，安裝制造方便，耐久性好，有一定緩沖和吸振能力等特點。是利用若干非金屬彈性材料制成的柱銷，置于兩半聯(lián)軸器凸緣孔中，通過柱銷實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器聯(lián)接，不用移動兩半聯(lián)軸器。彈性元件（柱銷）的材料一般選用尼龍，有微量補償兩軸線偏移能力，彈性件工作時受剪切，工作可靠性極差，僅適用于要求很低的中速傳動軸系，不適用于工作可靠性要求較高的工況。軸孔和鍵槽按國家標準GB3852-83《聯(lián)軸器軸柱和鍵槽形式及尺寸》的規(guī)定加工。該聯(lián)軸器適用于軸向竄動較大，正反轉變化較多和啟動頻繁的場合。該聯(lián)軸器尼龍柱銷對溫度較為敏感，因此，使用溫度限制在-20°～+70°范圍內。

彈性柱銷聯(lián)軸器的許用兩軸相對位移，徑向位移△Y=0.15～0.25mm，軸向位移△X=0.5～3mm，角位移△α=0°30。

3.柱銷聯(lián)軸器的計算

彈性柱銷剪切強度

柱銷的擠壓強度條件

Te–聯(lián)軸器的計算轉矩N·mm

D1-柱銷中心分布圓直徑mm

d3-柱銷直徑

z-柱銷個數(shù)

l-柱銷長度

[τ]-尼龍柱銷材料的許用切應力N/mm2， 可取11 N/mm2

[σp]-尼龍柱銷材料的許用壓強N/mm2，可取8～11 N/mm2

彈性柱銷聯(lián)軸器的主要尺寸關系

柱銷中心分布圓直徑D1=（10～15）·（Te ） mm

式中Te–聯(lián)軸器的計算轉矩N·mm

柱銷直徑d_3=（0.1～0.14）D1柱銷直徑

柱銷個數(shù)z=6～16

柱銷長度l=2d3

聯(lián)軸器外徑D=（1.2～1.4） D1

4.聯(lián)軸器材質的選擇

4.1半聯(lián)軸器材質的選擇

半聯(lián)軸器采用精密鑄造，鑄鐵HT20-40，鑄鋼ZG45，軸孔和鍵槽采用拉制成型。45常用中碳調質結構鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調質時要稍好，具有較高的強度和較好的切削加工性，經(jīng)適當?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性，材料來源方便。適合于氫焊和氬弧焊，不太適合于氣焊。焊前需預熱，焊后應進行去應力退火。當直徑大于80mm時，經(jīng)調質或正火后，其力學性能相近，對中、小型模具零件進行調質處理后可獲得較高的強度和韌性，而大型零件，則以正火處理為宜，所以，此鋼通常在調質或正火狀態(tài)下使用。

4.2彈性體柱銷材質的選擇

柱銷采用MC尼龍制成。Mc尼龍，又名鑄型尼龍，是將在模具放在烘箱內預熱到一定溫度，然后將經(jīng)過化學反應的溶液澆鑄到模具內，聚合而成鑄型尼龍坯件，經(jīng)車床、銑床、铇床等加工成成品。是世界近年大力推廣應用的高科技產(chǎn)品，它是一種高分子聚合物，其分子量高達15萬左右，它的物理性能和化學性能都優(yōu)于其它品種的工程塑料，是一種替代鋼材及銅、鋁、巴氏合金等有色金屬及聚胺脂、聚四氟、橡膠、玻璃鋼、塑料件的理想材料，已廣泛應用于各行業(yè)。

5.總結

由于機器工作情況各異對聯(lián)軸器提出了各種不同要求，如傳遞轉矩大小，轉速高低，扭轉剛度變化情況，體積大小，緩沖能力等等。為適應機器工作性能，特點及應用場合需要，聯(lián)軸器出現(xiàn)了很多種類型，新產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)，是一個廣闊的開發(fā)領域。總之，聯(lián)軸器的技術創(chuàng)新、探索的路很長，我們必須在不斷努力中尋找更豐盛的養(yǎng)分，以便同經(jīng)濟前進的列車并駕齊驅。

參考文獻：

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[2]王鳳蘭等《機械設計學》第一版吉林科學技術出版社2004版

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