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。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，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。