柱销联轴器的选用及材质介绍

刘莹 程学松

摘 要：当轴与轴要联接传达动力时，一般有用皮带轮或齿轮做联接，但若要求两轴在一直线上且要求等速转动的话，则必须使用联轴器来联接。联轴器的制造问题就成了被联接机器经济价值体现的至关部件。

关键词：联轴器；柱销

1. 引言

科技和工业发展，促进了大功率、高速、高温、高精度以及低速、中载机械产品和机械设备的发展，对这些特殊工况条件下传动系统联轴器的作用，提出了新的综合要求，除传递转矩或运动外，还要求具有补偿两轴相对偏移、减震缓冲、提高传动效率，提高传动精度，降低噪声、节能、环保，改善传动系统工作性能且要求联轴器结构简单、工艺性好，可靠性高，安全性好，便于制造，维护方便，装拆容易，更换易损件（弹性元件）时不需作轴线移动等多项要求，针对产品设计中提出的要求，对联轴器平衡的控制正被越来越多的科技人员所认识，因此，在国际上科技界对联轴器在传动系统中平衡的重要作用亦部分的反映了该国的工业和科技水平。

2.柱销联轴器简介

联轴器主要用来联接轴与轴或联接轴与其他回转零件，用以传递运动与转矩，有时也可以用作安全装置。本文介绍弹性柱销联轴器，该联轴器具有传递扭矩能力大，结构简单，安装制造方便，耐久性好，有一定缓冲和吸振能力等特点。是利用若干非金属弹性材料制成的柱销，置于两半联轴器凸缘孔中，通过柱销实现两半联轴器联接，不用移动两半联轴器。弹性元件（柱销）的材料一般选用尼龙，有微量补偿两轴线偏移能力，弹性件工作时受剪切，工作可靠性极差，仅适用于要求很低的中速传动轴系，不适用于工作可靠性要求较高的工况。轴孔和键槽按国家标准GB3852-83《联轴器轴柱和键槽形式及尺寸》的规定加工。该联轴器适用于轴向窜动较大，正反转变化较多和启动频繁的场合。该联轴器尼龙柱销对温度较为敏感，因此，使用温度限制在-20°～+70°范围内。

弹性柱销联轴器的许用两轴相对位移，径向位移△Y=0.15～0.25mm，轴向位移△X=0.5～3mm，角位移△α=0°30。

3.柱销联轴器的计算

弹性柱销剪切强度

柱销的挤压强度条件

Te–联轴器的计算转矩N·mm

D1-柱销中心分布圆直径mm

d3-柱销直径

z-柱销个数

l-柱销长度

[τ]-尼龙柱销材料的许用切应力N/mm2， 可取11 N/mm2

[σp]-尼龙柱销材料的许用压强N/mm2，可取8～11 N/mm2

弹性柱销联轴器的主要尺寸关系

柱销中心分布圆直径D1=（10～15）·（Te ） mm

式中Te–联轴器的计算转矩N·mm

柱销直径d_3=（0.1～0.14）D1柱销直径

柱销个数z=6～16

柱销长度l=2d3

联轴器外径D=（1.2～1.4） D1

4.联轴器材质的选择

4.1半联轴器材质的选择

半联轴器采用精密铸造，铸铁HT20-40，铸钢ZG45，轴孔和键槽采用拉制成型。45常用中碳调质结构钢。该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，材料来源方便。适合于氢焊和氩弧焊，不太适合于气焊。焊前需预热，焊后应进行去应力退火。当直径大于80mm时，经调质或正火后，其力学性能相近，对中、小型模具零件进行调质处理后可获得较高的强度和韧性，而大型零件，则以正火处理为宜，所以，此钢通常在调质或正火状态下使用。

4.2弹性体柱销材质的选择

柱销采用MC尼龙制成。Mc尼龙，又名铸型尼龙，是将在模具放在烘箱内预热到一定温度，然后将经过化学反应的溶液浇铸到模具内，聚合而成铸型尼龙坯件，经车床、铣床、铇床等加工成成品。是世界近年大力推广应用的高科技产品，它是一种高分子聚合物，其分子量高达15万左右，它的物理性能和化学性能都优于其它品种的工程塑料，是一种替代钢材及铜、铝、巴氏合金等有色金属及聚胺脂、聚四氟、橡胶、玻璃钢、塑料件的理想材料，已广泛应用于各行业。

5.总结

由于机器工作情况各异对联轴器提出了各种不同要求，如传递转矩大小，转速高低，扭转刚度变化情况，体积大小，缓冲能力等等。为適应机器工作性能，特点及应用场合需要，联轴器出现了很多种类型，新产品也不断涌现，是一个广阔的开发领域。总之，联轴器的技术创新、探索的路很长，我们必须在不断努力中寻找更丰盛的养分，以便同经济前进的列车并驾齐驱。

参考文献：

[1]《中国机械工业标准汇编》第二版中国标准出版社2002版

[2]王凤兰等《机械设计学》第一版吉林科学技术出版社2004版

[3]成大先等《机械设计手册》第四版化学工业出版社2002版