联轴器通常由两个半联轴器及连接件组成。半联轴器通常采用键、销与两轴连接。
用联轴器连接的两轴轴线在理论上应该是共线的，但是由于制造及安装误差、变形等因素的影响，两轴间会出现图11-1所示的相对位移。如果联轴器没有适应这种相对位移的能力，就会在联轴器、轴和轴承中产生附加载荷，甚至引起强烈振动。因此，在设计联轴器时，要采取各种结构措施，使之具有适应上述相对位移的功能。
图11-1 两轴之间的相对位移
常用联轴器分为刚性联轴器和挠性联轴器。具有自动补偿被连接两轴轴线相对位置误差能力的联轴器称为挠性联轴器，不具有这种能力的联轴器称为刚性联轴器。挠性联轴器按照其补偿方法又可分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器。
11.1.1 刚性联轴器
刚性联轴器结构简单，成本低，但没有补偿两轴之间位移的能力，故对两轴的安装精度要求较高。常用的刚性联轴器有套筒联轴器和凸缘联轴器。
1.套筒联轴器
套筒联轴器是最简单的一种联轴器，它用套筒通过键或销连接两轴，如图11-2所示。套筒联轴器结构简单，径向尺寸小，容易制造，但在装拆时，轴需要做较大的轴向移动。套筒联轴器适用于两轴对中性好、工作平稳、载荷不大的场合。
图11-2 套简联轴器
2.凸缘联轴器
凸缘联轴器由两个半联轴器和连接螺栓等组成，如图11-3所示。这种联轴器有两种对中方式，图11-3（a）所示结构靠受剪螺栓来实现两轴对中，靠螺栓杆承受剪切和挤压来传递转矩，这种结构承载能力强，但加工较复杂，需要铰孔；图11-3（b）所示结构采用凸肩和凹槽实现对中，用受拉螺栓连接，依靠螺栓拧紧时两个半联轴器接触面间的摩擦力传递转矩。
图11-3 凸缘联轴器
凸缘联轴器结构简单，制造方便，成本较低，装拆和维修较方便，可传递较大转矩。凸缘联轴器一般常用于载荷平稳、转矩大、转速不高的场合，是应用比较广泛的一种刚性联轴器。
11.1.2 挠性联轴器
1.无弹性元件挠性联轴器
无弹性元件挠件联轴器依靠零件之间的刚性相对滑动补偿两轴的位置误差，因此通常需要有良好的润滑和密封条件，不具有缓冲吸振能力。常用的类型有滑块联轴器、齿式联轴器和万向联轴器等。
（1）滑块联轴器。如图11-4所示，滑块联轴器由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3和一个两端带有凸牙的十字滑块2组成。十字滑块的凸牙可在半联轴器的凹槽内滑动，其中心将以径向位移量为半径作回转运动，因而可以补偿两轴间的径向位移偏差。这种联轴器的主要特点是允许两轴间有较大的径向相对位移，并允许不大的角位移和轴向位移。由于十字滑块偏心运动时会产生离心力，这种联轴器应用于无剧烈冲击的中、低速场合。
图11-4 滑块联轴器
1、3—半联轴器；2—十字滑块
（2）齿式联轴器。如图11-5所示，齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒和两个带有外齿的内套筒组成。两个外套筒用螺栓连接，两个内套筒分别用键与两轴连接，依靠内、外齿相互啮合传递转矩。由于内套筒外齿的齿顶制成椭球面，而且啮合时留有一定的顶隙和侧隙，所以有良好的综合位移补偿能力，如图11-5（b）所示。为了润滑轮齿，应在外壳设置油孔注入润滑油，两端有密封装置防止润滑油外泄。
图11-5 齿式联轴器
齿式联轴器可传递很大的转矩，具有较大的综合位移补偿能力，安装精度要求也不高，但结构复杂，制造成本高，主要用于起重机、轧钢机等重型机械中。
（3）万向联轴器。万向联轴器用来传递两相交轴间的运动和动力，且在传动过程中，两轴间的夹角可以变动，故万向联轴器是一种常用的变角传动机构，广泛用于汽车、机床、冶金机械等传动系统中。万向联轴器可分为单万向联轴器和双万向联轴器。(www.zuozong.com)
1）单万向联轴器。如图11-6所示，单万向联轴器的结构由端部有叉的主动轴1、从动轴2，中间的十字形构件3和机架4组成。十字形构件3与轴1、2相连组成转动副B、C，轴1、2与机架4组成转动副A、D。轴1、2的轴线交于O点，而两轴线所夹的锐角为a。在实际使用时，a一般不超过45°；为了保证传动的平稳性，通常取a≤30°。
图11-6 单万向联轴器
2）双万向联轴器。因单万向联轴器从动轴的角速度呈周期性变化，故在传动中会产生动载荷和冲击。为了消除从动轴变速转动的缺点，常将单万向联轴器成对使用，即用一个中间轴2和两个单万向联轴器将主动轴1和从动轴3连接起来构成双万向联轴器，如图11-7所示。双万向联轴器常用来传递平行轴或相交轴之间的运动和动力。
图11-7 双万向联轴器
为使主动轴和从动轴的角速度随时相等，双万向联轴器必须满足下列两个条件：
①主动轴1与中间轴2的夹角必须等于从动轴3与中间轴2的夹角，即a1=a3=a；
②中间轴两端的叉面必须位于同一平面。
2.有弹性元件挠性联轴器
有弹性元件的挠性联轴器依靠弹性元件的变形补偿两轴间的位移，具有较好的缓冲吸振作用。联轴器中的弹性元件可以是金属材料，也可以是非金属材料。
（1）弹性套柱销联轴器。如图11-8所示，弹性套柱销联轴器与凸缘联轴器的结构相似，只是用弹性套和柱销取代了螺栓。这种联轴器具有缓冲减振作用和微小的补偿作用。联轴器工作时，通过弹性套传递转矩，靠弹性套的弹性变形来补偿两轴间的径向位移和角位移，弹性套常用耐油橡胶制成，并做成齿形或鼓形截面以增强弹性。因为弹性套的变形受到限制，所以缓冲能力、减振能力和补偿位移的能力都不大。
图11-8 弹性套柱销联轴器
弹性套柱销联轴器结构简单，制造容易，装拆方便，成本较低，但传递的转矩较小、弹性套寿命短。它适用于连接载荷平稳，正反转或启动频繁的中、小转矩的轴。
（2）弹性柱销联轴。器弹性柱销联轴器如图11-9所示。将尼龙柱销置于两个半联轴器与联轴器外环之间实现连接，通过柱销的剪切传递转矩。为了防止柱销滑出，在半联轴器的外端装有挡板。
图11-9 弹性柱销联轴器
弹性柱销联轴器结构简单、维修方便、寿命长、传递转矩大，但减振效果较差，工作中有噪声。
（3）梅花形弹性联轴器。如图11-10所示，这种联轴器由两个半联轴器1、2和呈梅花形的弹性件3所组成。半联轴器端面上制有凸牙，牙面上开有圆槽，弹性件3嵌入两半联轴器的凸牙之间。工作时，弹性元件受挤压传递转矩。
图11-10 梅花形弹性联轴器
1、2—半联轴器；3—弹性件
中间弹性件可选择不同硬度的聚氨酯橡胶、尼龙等材料制造，因而这种联轴器具有缓冲、吸振能力，并具有较大的补偿两轴相对位移的能力。此外，这种联轴器具有结构简单、耐磨性好、装拆方便、传递转矩较大、寿命长、径向尺寸小等特点，适合于各种机械传动。
3.轮胎式联轴器
轮胎式联轴器如图11-11所示。由橡胶或橡胶织物制成的轮胎型弹性元件，用压板和螺栓分别压紧在两个半联轴器上，就构成了轮胎式联轴器。工作时通过轮胎传递转矩。这种联轴器弹性大、寿命长、不需润滑，有良好的缓冲吸振作用，允许两轴间存在综合偏差。它适用于潮湿多尘、冲击大、起动频繁的场合。
图11-11 轮胎式联轴器
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