聯軸器是指聯接兩軸或軸與回轉件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉，在正常情況下不脫開的一種裝置。有時也作為一種安全裝置用來防止被聯接機件承受過大的載荷，起到過載保護的作用。用于各種機械設備，主要作用是把運動和扭矩從一端傳遞到另外一端，并且可以在一定程度上彌補兩個軸線的偏移。
聯軸器有多種類型，根據其特性可將其分為剛性聯軸器和撓性聯軸器，撓性聯軸器中又分為無彈性元件撓性聯軸器和有彈性元件撓性聯軸器。在了解各種聯軸器的特點的基礎上進行選擇時，應根據使用要求和工作條件等綜合分析來確定其在實際應用中的選型。
概念簡述
聯軸器是一種用于將兩軸端部（或軸與回轉件）連接在一起以傳遞轉矩的機械裝置。聯軸器在機器運轉過程中通常不允許兩軸斷開，只能在機器停車后，經過拆卸才能使兩軸分離，但存在扭矩限制聯軸器，當超過某個扭矩限制時，會打滑或斷開。
聯軸器用于各種機械設備，它的主要作用是把運動和扭矩從一端傳遞到另外一端，并且可以在一定程度上彌補兩個軸線的偏移。為減小機械傳動系統振動和降低沖擊尖峰負荷，聯軸器還必須具備一定的緩沖和減振能力，同時還具有過載安全防護的功能。聯軸器是將兩種傳動元件聯接在一起的機械裝置，是工業傳動系統中的一個重要組成部分。
聯軸器的分類
聯軸器類型及其特點
聯軸器有多種類型，根據其特性可將其分為剛性聯軸器和撓性聯軸器。剛性聯軸器不具有緩沖性和補償兩軸線相對位移的能力，要求兩軸嚴格對中，但此類聯軸器結構簡單，制造成本較低，裝拆、維護方便，能保證兩軸有較高的對中性，傳遞轉矩較大，應用廣泛。常用的有凸緣聯軸器、套筒聯軸器和夾殼聯軸器等。撓性聯軸器中又分為無彈性元件撓性聯軸器和有彈性元件撓性聯軸器。
無彈性元件撓性聯軸器只具有補償兩軸線相對位移的能力，但不能緩沖減振，常見的有滑塊聯軸器、齒式聯軸器、萬向聯軸器和鏈條聯軸器等。有彈性元件聯軸器既可以進行補償，又可以進行減振，但它的扭矩傳遞受限于其彈性部件的強度，一般比不上有彈性聯軸器，常用的有彈性套柱銷聯軸器、彈性柱銷聯軸器、輪胎聯軸器等。有彈性元件聯軸器按材質不同，可以分成兩種：一種是金屬，另一種是非金屬。金屬彈性元件具有強度高，轉矩傳送能力大，使用壽命長，不易老化，工作穩定性好等優點。
剛性聯軸器
剛性聯軸器結構簡單、零件數量少、質量較小、制造容易、成本低，適合中低速、負載穩定的場合。由剛性聯軸器連接的兩軸可以視為一個剛體，如果在裝配時，無法調節使其滿足對中的需要，或者由于工作中的種種因素導致了兩軸之間的相對位移，則會導致聯軸器受到彎矩的影響，從而產生額外的徑向力，增加了軸向和支承的壓力，從而縮短其使用壽命，所以，剛性聯軸器需要更高的雙軸對中性。
一、套筒聯軸器
套筒聯軸器是由一個通用套管通過銷、鍵、緊固螺桿或過盈裝配等方式與兩個軸連接，具有直徑較短、構造緊密的優點，適合高共軸性，工作條件穩定，不受沖擊載荷的場合。軸頸一般不會超過100 mm，轉距<5000 N·m。特點：結構簡單，結構緊湊，易于制造，零件數量少；其直徑小，但拆卸困難，且在軸向上有很大的位移，一般應用于對徑向尺寸有嚴格要求或受限空間的情況。
二、夾殼聯軸器
夾殼聯軸器是由兩個在軸向方向上分開的兩個夾套，由擰緊螺栓產生的預緊力將該夾套與軸相結合，再由該夾套與軸套的摩擦來實現扭矩的傳導。特點：具有結構簡便、直徑較小、拆卸容易、無需沿軸方向運動的優點，工作轉速較低，一般采用兩個直徑相等的軸桿，中小型軸的轉矩傳遞通過夾殼與軸之間的摩擦來實現，大尺寸軸主要通過鍵連接進行扭矩傳輸。適用于低速、不受撞擊的情況下，在高速下，必須進行動平衡檢查。
三、凸緣聯軸器
凸緣聯軸器是將具有凸緣的兩個半耦合器分別用鍵連接在兩個軸上，再通過螺栓將其連接為一個整體來實現傳動和扭矩的轉換。凸緣聯軸器對兩個軸之間的位移沒有很好的補償作用，對兩個軸的對中性有著更高的要求。
其特點是結構簡單，工作可靠，傳遞力矩大；安裝和拆卸更加容易，可以將兩個不同直徑的軸連接起來，也可以連接錐形的軸，凸緣聯軸器是目前使用最多的一種聯軸器。凸緣聯軸器主要有凹凸榫對中方式和制孔螺栓對中方式，凹凸榫對中用其中一個半聯軸器上的凸臺與另一個半聯軸器上的凹槽配合，使用常規的螺栓固定，扭矩通過半聯軸器的嚙合面間的摩擦力來傳遞，加工方便，易切削，但裝拆時需要沿著軸方向運動。兩軸對中使用鉸制孔螺栓，不僅可以減少螺栓的預緊力，還可以增強扭矩的傳遞能力，同時，在裝拆過程中，無需在軸方向上進行位移。
撓性聯軸器
無彈性元件剛性聯軸器
無彈性元件撓性聯軸器由于其本身的可移動元件或空隙，使得兩個軸之間產生了一定的相對位移，其結構上沒有任何彈性部件，不能起到緩沖阻尼作用。
一、滑塊聯軸器
滑塊聯軸器是一種由兩個端面上帶有一條沿徑向凹槽的半聯軸器，每一端都帶有一個凸榫的中滑塊，并且每一端的榫頭都彼此垂直并嵌在凹槽內，構成移動副。滑塊聯軸器的最大特征在于可以使兩個軸在徑向上有很大的偏差，并且可以有很小的角度和軸向的位移。如果兩個軸存在不對中和偏斜，那么滑塊就會滑入凹槽，從而彌補了軸線的偏差。
其特點是構造簡單，加工方便，直徑較小。由于滑動部件的偏心會產生離心力，因此，增加了動力負荷，增大了摩擦，對軸和軸承帶來了額外的動態載荷，使用時應從中間滑塊的油孔中注油潤滑。適用于轉速較低，軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處。
二、齒式聯軸器
齒式聯軸器包括兩個帶有外齒的半聯軸器和一個用螺栓連接起來的帶有內齒的殼體，它與軸鍵相連，有兩種連接形式。齒式聯軸器與一般的齒形傳動相比，采用不同的齒形結構，內、外輪齒的嚙合間隙較大，可以有效地抵消兩個軸線之間的相對位移。
齒式聯軸器的齒型，除了一般的直線齒，也可以做成鼓型。在兩個軸線存在一定角度偏差的情況下，采用鼓型齒輪可以有效地防止兩個齒輪產生邊界摩擦，減小齒輪表面受到的壓強，增大許用角的位移，鼓型齒面因其優良的工作特性并有專門的加工設備而被廣泛應用。
齒式聯軸器有著結構緊湊、承載能力大、使用速度大以及工作穩定等特點，能夠全面地彌補兩個軸向的相對偏差，但制造困難。其潤滑良好，密封性能良好，反轉時有碰撞現象，適合在大負荷下工作或高速運行的水平軸的連接。
三、萬向聯軸器
萬向聯軸器包括兩個叉狀零件和一個十字零件，十字零件的四個末端通過一個鉸鏈與兩個叉狀部件相連。當主動軸在給定的角度轉速為ω?的情況下，從動軸的角速ω?在某一特定的區間中會發生周期性的改變。
為了消除從動軸轉速的變化，一般成對使用萬向聯軸器，在相同的平面內安裝兩個分叉，主、從動軸和中軸的軸線之間的傾斜角度也應相同。萬向聯軸器能在兩個交叉軸間進行動力和運動的傳遞，在傳動過程中，可以調節兩個軸線的角度，使其在汽車、機床等機械中得到廣泛應用。
有彈性元件剛性聯軸器
有彈性元件撓性聯軸器通過彈性元件的彈性變形來實現補償兩個軸線之間的相對位移，并能減緩負載的碰撞，起到緩沖震動的作用，適合于頻繁啟動、反轉、工作負荷變化較大的機械設備。
一、彈性套柱銷聯軸器
彈性套柱銷聯軸器通過橡膠套管來傳遞力，依靠其彈性變形來實現對徑向和角的位移的補償。通常允許的徑向偏移不超過0.3~0.6 mm，角向偏移不超過1°。為了彌補軸向位移和方便替換橡皮套管，必須在裝配時留出一定的空隙。
彈性套柱銷聯軸器采用帶有橡膠彈性套筒的圓柱銷將兩個半聯軸器連接，具有結構簡便、拆卸容易、造價低廉等優點。但該橡膠套管容易磨損，適用于需要正反轉、起動頻繁的中小轉矩的傳動，特別是高轉速的軸類。
二、彈性柱銷聯軸器
彈性柱銷聯軸器用尼龍制成的彈性柱銷釘插入兩個半聯軸器凸緣的孔中。其功率是用一種稱為尼龍的彈性元件來傳遞的，這種材料能通過彈性變形來補償徑向和軸向的位移，使其在直徑上的偏差不超過0.25 mm。
彈性柱銷聯軸器易于制作、構造簡易、可替換柱銷；具有緩沖沖擊、吸收振動等作用。適用于正反變換較多、啟動頻率較高的大轉速主軸；能夠對大范圍的軸向變形進行有效的補償；并且可以允許微小的半徑、角度的偏移。
三、輪胎式聯軸器
輪胎式聯軸器的兩個半聯軸器用鉸鏈連接到軸上，由壓盤和螺釘將特殊的橡膠胎緊緊地壓在兩個半聯軸器上，由輪胎來傳遞扭矩。輪胎環是一種輪胎狀的彈性部件，用橡膠和簾線制造，一般也會在輪胎上做一個缺口，以便方便裝配。
輪胎采用橡膠材料制成，容易發生形變，所以可以容許較大的相對偏差。輪胎式聯軸器結構簡單、可靠、彈性大、無需潤滑；而且還具有很強的減震性能，可以有效地減少動態負荷，對大范圍的軸向變形進行補償，適合于經常起動的情況。
非常規聯軸器
一、磁聯軸器
磁聯軸器主要分為兩種：一種是永磁式磁聯軸器，它的內圈和內圈都嵌入了磁性鋼，另一種是磁阻式磁聯軸器，它的構造和一種類似，但只有單側嵌入磁性鋼。又可將其細分為三大類：筒型磁聯軸器，線型磁聯軸器和面型磁聯軸器，其中筒型磁聯軸器的使用范圍最大。磁聯軸器主要應用在特種泵、攪拌設備的永磁驅動中，也可以作為密封混合攪拌裝置的驅動器。
優缺點：磁聯軸器結構簡單，應用范圍廣泛，扭矩調整容易，功耗低，高效能。但是，臨時的轉向會使其運轉不穩并會對其工作產生很大的不利作用，而且對軸承的要求相對比較高。
二、液體粘性聯軸器
液體粘性聯軸器是一種通過流體的粘滯阻力進行動力傳輸的設備，其某些特點可以用于提高四輪驅動汽車的行駛性能。液體粘性聯軸器存在兩種工況，一種是油膜剪切工況，另一種是駝峰工況。在工作過程中，流體的粘度隨溫度的升高和剪切速率的增大而降低。
優缺點：傳動平衡無沖擊，可以隔離扭轉振動，自動形成過載保護，防止因過載而損壞傳動件，無摩擦磨損，不需要維修，結構簡單，工藝性好，成本低。但不適用于固定傳動比的傳動，與彈性聯軸器相比同軸度要求高，工作介質溫度隨溫度升高而下降，影響傳動效率。
聯軸器的選擇
選用標準聯軸器時，要考慮其使用要求和工作環境，如承載能力，轉速，兩軸相對位移等，通過對減震能力、裝拆難度、維修、更換易損部件等方面進行綜合分析，進行全面的計算。在作出具體選擇時，可以將下列要素納入考量范圍。
（1）原動機和工作機的機械特性。不同種類的原動機，其輸出功率和速度，有些是穩定的，有些則是起伏不平，不同工況下負載特性差別較大，有時會產生較大的碰撞和震動，從而對聯軸器類型的選用產生直接的影響，是選型的重要參考。
（2）聯軸器連接的軸系及其運轉情況。當軸系質量大，轉動慣量大，且頻繁啟動、變速、倒車等情況下，必須考慮采用能經受大的瞬間超載和具有減震能力的聯軸器。
（3）工作機的轉速高低。在需要高轉速運行的情況下，為了克服由于離心力引起的噪音和震動，需要考慮選用高均衡精度的聯軸器，從而減少相關元件的摩擦和發熱，保證其質量和壽命。
（4）聯軸器的對中和對中保持程度。對中狀態的維持是保證設備正常運行的先決條件，可以避免額外負載的過量和其它不利條件的發生。選用的聯軸器要能夠對裝配過程中導致的不可避免的相對誤差進行補償，同時也要能夠對兩個軸線運行產生的相對位移進行補償。
（5）聯軸器的結構及工作特性。聯軸器的外型尺寸，安裝、拆卸所需的空間，裝卸的難度，維修保養的需求等均要符合設備的特殊結構和需求。
（6）聯軸器的可靠性、使用壽命和工作環境。對需要運行穩定、不允許中斷的傳動，宜采用無潤滑、無非金屬彈性部件的聯軸器。
（7）聯軸器的制造、安裝和維護的成本。
參考資料 >