柱銷聯軸器的選用及材質介紹

劉瑩 程學松

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

關鍵詞：聯軸器；柱銷

1. 引言

科技和工業發展，促進了大功率、高速、高溫、高精度以及低速、中載機械產品和機械設備的發展，對這些特殊工況條件下傳動系統聯軸器的作用，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、節能、環保，改善傳動系統工作性能且要求聯軸器結構簡單、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，針對產品設計中提出的要求，對聯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軸器在傳動系統中平衡的重要作用亦部分的反映了該國的工業和科技水平。

2.柱銷聯軸器簡介

聯軸器主要用來聯接軸與軸或聯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軸器，該聯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，置于兩半聯軸器凸緣孔中，通過柱銷實現兩半聯軸器聯接，不用移動兩半聯軸器。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《聯軸器軸柱和鍵槽形式及尺寸》的規定加工。該聯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.柱銷聯軸器的計算

彈性柱銷剪切強度

柱銷的擠壓強度條件

Te–聯軸器的計算轉矩N·mm

D1-柱銷中心分布圓直徑mm

d3-柱銷直徑

z-柱銷個數

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z=6～16

柱銷長度l=2d3

聯軸器外徑D=（1.2～1.4） D1

4.聯軸器材質的選擇

4.1半聯軸器材質的選擇

半聯軸器采用精密鑄造，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，經適當的熱處理以后可獲得一定的韌性、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。

5.總結

由于機器工作情況各異對聯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，聯軸器出現了很多種類型，新產品也不斷涌現，是一個廣闊的開發領域。總之，聯軸器的技術創新、探索的路很長，我們必須在不斷努力中尋找更豐盛的養分，以便同經濟前進的列車并駕齊驅。

參考文獻：

[1]《中國機械工業標準匯編》第二版中國標準出版社2002版

[2]王鳳蘭等《機械設計學》第一版吉林科學技術出版社2004版

[3]成大先等《機械設計手冊》第四版化學工業出版社2002版