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滑块联轴器的结构特点及缓冲性能

发布时间:2019-05-05
十字滑块联轴器由2个在端面上开有凹槽的半联轴器和1个两面带有凸牙的中间盘组成,中心盘通过两边呈90°相对分布的卡槽和两侧的半联轴器联接在一起,从而达到传递扭矩的目的。

十字滑块联轴器由2个在端面上开有凹槽的半联轴器和1个两面带有凸牙的中间盘组成,中心盘通过两边呈90°相对分布的卡槽和两侧的半联轴器联接在一起,从而达到传递扭矩的目的。因凸牙可在凹槽中滑动,故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移,但不能发生相对转动,这就要求主动轴与从动轴之间不能存在夹角。且在工作时,如果两轴间发生相对位移,中间盘就会产生很大的离心力,从而增大动载荷及磨损,影响联轴器的使用。

十字滑块联轴器的半联轴器与中间盘组成移动副,这种结构是导致联接的两轴之间不能存在夹角的主要原因。现在对其结构进行分析,半联轴器与中间盘组成移动副在平面内是一种相对移动,若使十字滑块联轴器联接的两轴之间存在夹角,就需要把半联轴器与中间盘之间的平面移动转化为转动,即改变联轴器的形状,但是形状的变化会对联轴器的联接强度造成影响,这就构成了一对技术矛盾。根据TRIZ理论的矛盾矩阵表,欲改善的通用工程参数是形状,随之恶化的通用工程参数是强度,即欲把半联轴器与中间盘之间的平面移动转化为曲面转动,则联轴器强度随之降低。

对弧面十字滑块联轴器的结构进行具体设计。一方面,半联轴器与中间盘之间为球面副接触,这样半联轴器可以以中间盘为中心进行摆动,补偿两轴之间存在的夹角;另一方面,为了两轴间的位移补偿,这就需要半联轴器球面与中间盘的球面联接有适当的位移空间;同时考虑到自由度问题,为了限定半联轴器与中间盘球面的相对位移,参考十字滑块联轴器原有结构,在半联轴器球面与中间盘球面内分别设有相对分布的凹槽和凸台,这样半联轴器与中间盘就会沿着固定方向产生位移。

a.中间盘。中间盘在联轴器传递运动和转矩中起中转作用,其为圆柱体结构,两端分别有凸起的半圆球,通过半圆球内开有两边呈90°相对分布的凹槽分别与半联轴器联接,随半联轴器转动。该中间盘由外圆、凸起的半圆球和凹槽组成,整体外形尺寸为φ58mmX78mm,外圆尺寸为φ58mmX10mm,两端半圆球直径为φ58mm,宽度为34mm,凹槽宽度为10mm,深为34mm。

b.半联轴器。半联轴器作为运动的输入、输出端,绕自身轴线做周转运动,其一端开有凹进去的半圆球,通过设有的凸台与中间盘联接,另一端与输入轴或输出轴通过键连接传递运动。半联轴器由外圆、轴孔、键槽及凸台组成,整体外形尺寸为φ70mmX70mm,外圆尺寸为φ70mmX40mm和φ32mmX30mm,轴孔为φ18mm深30mm,键槽宽为8mm,X70mm外圆端部开有凹进的半圆,圆弧直径为70mm,凸台宽度为10mm,高为24mm。

滑块联轴器是由两个轴套和一个中心滑块组成。中心滑块作为一个传递扭矩元件通常由工程塑料制成,特殊情况下可选择其它材料,比如金属材料。中心滑块通过两边呈90°相对分布的卡槽和两侧的轴套联接在一起,从而达到传递扭矩的目的。中心滑块和轴套之间用微小的压力进行吻合,这种压力能使联轴器在设备运转中具有零间隙运转。随着使用时间增长,滑块可能会因受到磨损而失去无反冲的功能,但中心滑块并不贵,也很容易换,换后仍能发挥其原有的性能。

滑块联轴器常用于一般常用电机,个别的场合也可以用来联接伺服电机,在使用过程中通过中心滑块的滑动来纠正相对位移。因为半联轴器与中间盘组成移动副,不能发生相对转动,故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时,中间盘就会产生很大的离心力,从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。 这种联轴器一般用于转速n<;250r/min,轴的刚度较大,且无剧烈冲击处。

滑块联轴器与十字滑块联轴器结构相似,不同之处在于中间十字滑块为方形滑块,利用中间滑块在其两侧半联轴器端面的相应径向槽内滑动,以实现两半联轴器联接。该联轴器噪声大,效率低,磨损快,一般尽量不选用,只有转速很低的场合,本标准所规定的滑块联轴器,适用于油泵装置或其它传递扭矩较小的场合,具有一定补偿两轴相对偏移量,减震和缓冲性能;其工作温度为-20~70°C。传递公称扭矩为16~500N.m。

滑块联轴器零件的材料可用45钢,工作表面需要进行热处理,以提高其硬度;要求较低时也可用Q275钢,不进行热处理。为了减少摩擦及磨损,使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。 因为半联轴器与中间盘组成移动副,不能发生相对转动,故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时,中间盘就会产生很大的离心力,从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。这种联轴器一般用于转速n<250r/min,轴的刚度较大,且无剧烈冲击处。

中心滑块和轴套之间用微小的压力进行吻合,这种压力能使联轴器在设备运转中具有零间隙运转。随着使用时间增长,滑块可能会因受到磨损而失去无反冲的功能,但中心滑块并不贵,也很容易换,换后仍能发挥其原有的性能。滑块联轴器常用于一般常用电机,个别的场合也可以用来联接伺服电机,在使用过程中通过中心滑块的滑动来纠正相对位移。因为抵抗相对位移的是滑块与轴套之间的摩擦力,因此它们之间的轴承负荷不会因为相对位移的增加而加大。

滑块联轴器可消除电机自动控制过程中轴间附加载荷,固定式本体内部采用花键进行滑移,滑移式本体内部的内外套能在轴向作相对滑移;该联轴器能实现滑移与转动一体化;在等回转达直径情况下,较短尺寸远小于十字轴。提高载荷在工作面上分布的均匀性,能传递较大的转矩,但弹性稍有降低。 

以上半联轴器与中间盘构成了弧面十字滑块联轴器困,在建模过程中,考虑到要对结构的三维模型导入软件进行分析,为了分析方便,忽略模型中对分析影响小的特征。


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