滑塊聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點及緩沖性能

發(fā)布時間：2019-05-05

十字滑塊聯(lián)軸器由2個在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和1個兩面帶有凸牙的中間盤組成，中心盤通過兩邊呈90°相對分布的卡槽和兩側(cè)的半聯(lián)軸器聯(lián)接在一起，從而達到傳遞扭矩的目的。因凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉(zhuǎn)時兩軸間的相對位移，但不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，這就要求主動軸與從動軸之間不能存在夾角。且在工作時，如果兩軸間發(fā)生相對位移，中間盤就會產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損，影響聯(lián)軸器的使用。

十字滑塊聯(lián)軸器的半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副，這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致聯(lián)接的兩軸之間不能存在夾角的主要原因?，F(xiàn)在對其結(jié)構(gòu)進行分析，半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副在平面內(nèi)是一種相對移動，若使十字滑塊聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸之間存在夾角，就需要把半聯(lián)軸器與中間盤之間的平面移動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，即改變聯(lián)軸器的形狀，但是形狀的變化會對聯(lián)軸器的聯(lián)接強度造成影響，這就構(gòu)成了一對技術(shù)矛盾。根據(jù)TRIZ理論的矛盾矩陣表，欲的通用工程參數(shù)是形狀，隨之惡化的通用工程參數(shù)是強度，即欲把半聯(lián)軸器與中間盤之間的平面移動轉(zhuǎn)化為曲面轉(zhuǎn)動，則聯(lián)軸器強度隨之降低。

對弧面十字滑塊聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。一方面，半聯(lián)軸器與中間盤之間為球面副接觸，這樣半聯(lián)軸器可以以中間盤為中心進行擺動，補償兩軸之間存在的夾角；另一方面，為了兩軸間的位移補償，這就需要半聯(lián)軸器球面與中間盤的球面聯(lián)接有適當(dāng)?shù)奈灰瓶臻g；同時考慮到自由度問題，為了限定半聯(lián)軸器與中間盤球面的相對位移，參考十字滑塊聯(lián)軸器原有結(jié)構(gòu)，在半聯(lián)軸器球面與中間盤球面內(nèi)分別設(shè)有相對分布的凹槽和凸臺，這樣半聯(lián)軸器與中間盤就會沿著固定方向產(chǎn)生位移。

a.中間盤。中間盤在聯(lián)軸器傳遞運動和轉(zhuǎn)矩中起中轉(zhuǎn)作用，其為圓柱體結(jié)構(gòu)，兩端分別有凸起的半圓球，通過半圓球內(nèi)開有兩邊呈90°相對分布的凹槽分別與半聯(lián)軸器聯(lián)接，隨半聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動。該中間盤由外圓、凸起的半圓球和凹槽組成，整體外形尺寸為φ58mmX78mm，外圓尺寸為φ58mmX10mm，兩端半圓球直徑為φ58mm，寬度為34mm，凹槽寬度為10mm，深為34mm。

b.半聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器作為運動的輸入、輸出端，繞自身軸線做周轉(zhuǎn)運動，其一端開有凹進去的半圓球，通過設(shè)有的凸臺與中間盤聯(lián)接，另一端與輸入軸或輸出軸通過鍵連接傳遞運動。半聯(lián)軸器由外圓、軸孔、鍵槽及凸臺組成，整體外形尺寸為φ70mmX70mm，外圓尺寸為φ70mmX40mm和φ32mmX30mm，軸孔為φ18mm深30mm，鍵槽寬為8mm，X70mm外圓端部開有凹進的半圓，圓弧直徑為70mm，凸臺寬度為10mm，高為24mm。

滑塊聯(lián)軸器是由兩個軸套和一個中心滑塊組成。中心滑塊作為一個傳遞扭矩元件通常由工程塑料制成，情況下可選擇其它材料，比如金屬材料。中心滑塊通過兩邊呈90°相對分布的卡槽和兩側(cè)的軸套聯(lián)接在一起，從而達到傳遞扭矩的目的。中心滑塊和軸套之間用微小的壓力進行吻合，這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運轉(zhuǎn)中具有零間隙運轉(zhuǎn)。隨著使用時間增長，滑塊可能會因受到磨損而失去無反沖的功能，但中心滑塊并不貴，也很容易換，換后仍能發(fā)揮其原有的性能。

滑塊聯(lián)軸器常用于一般常用電機，個別的場合也可以用來聯(lián)接伺服電機，在使用過程中通過中心滑塊的滑動來糾正相對位移。因為半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副，不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，故主動軸與從動軸的角速度應(yīng)相等。但在兩軸間有相對位移的情況下工作時，中間盤就會產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損。因此選用時應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。 這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速n<；250r/min，軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處。

滑塊聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)相似，不同之處在于中間十字滑塊為方形滑塊，利用中間滑塊在其兩側(cè)半聯(lián)軸器端面的相應(yīng)徑向槽內(nèi)滑動，以實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器聯(lián)接。該聯(lián)軸器噪聲大，效率低，磨損快，一般盡量不選用，只有轉(zhuǎn)速很低的場合，本標(biāo)準所規(guī)定的滑塊聯(lián)軸器，適用于油泵裝置或其它傳遞扭矩較小的場合，具有補償兩軸相對偏移量，減震和緩沖性能；其工作溫度為-20~70°C。傳遞公稱扭矩為16~500N.m。

滑塊聯(lián)軸器零件的材料可用45鋼，工作表面需要進行熱處理，以提高其硬度；要求較低時也可用Q275鋼，不進行熱處理。為了減少摩擦及磨損，使用時應(yīng)從中間盤的油孔中注油進行潤滑。 因為半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副，不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，故主動軸與從動軸的角速度應(yīng)相等。但在兩軸間有相對位移的情況下工作時，中間盤就會產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損。因此選用時應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速n<250r/min，軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處。

中心滑塊和軸套之間用微小的壓力進行吻合，這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運轉(zhuǎn)中具有零間隙運轉(zhuǎn)。隨著使用時間增長，滑塊可能會因受到磨損而失去無反沖的功能，但中心滑塊并不貴，也很容易換，換后仍能發(fā)揮其原有的性能?；瑝K聯(lián)軸器常用于一般常用電機，個別的場合也可以用來聯(lián)接伺服電機，在使用過程中通過中心滑塊的滑動來糾正相對位移。因為抵抗相對位移的是滑塊與軸套之間的摩擦力，因此它們之間的軸承負荷不會因為相對位移的增加而加大。

滑塊聯(lián)軸器可電機自動控制過程中軸間附加載荷，固定式本體內(nèi)部采用花鍵進行滑移，滑移式本體內(nèi)部的內(nèi)外套能在軸向作相對滑移；該聯(lián)軸器能實現(xiàn)滑移與轉(zhuǎn)動一體化；在等回轉(zhuǎn)達直徑情況下，較短尺寸遠小于十字軸。提高載荷在工作面上分布的均勻性，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，但彈性稍有降低。 

以上半聯(lián)軸器與中間盤構(gòu)成了弧面十字滑塊聯(lián)軸器困，在建模過程中，考慮到要對結(jié)構(gòu)的三維模型導(dǎo)入軟件進行分析，為了分析方便，忽略模型中對分析影響小的特征。