联轴器设计数据速查实例

例1 某混砂机中电动机与减速器之间用联轴器连接，已知电动机额定功率.=15kW，满载转速.=1460r/min，电动机伸出轴直径.₁=42mm，减速器输入轴直径.₂=40mm。试选择联轴器的类型、型号，并校核该联轴器的强度。

解

（1）选择联轴器类型 根据工作用途为混砂机，属于一般机械传动；又考虑电动机与减速器两轴对中性无严格要求，为了便于安装，因此采用弹性联轴器。又考虑到该传动装置精度要求不高，因此采用造价比较低的、结构比较简单的非金属弹性联轴器，如弹性套柱销联轴器、（尼龙）柱销联轴器、梅花形弹性联轴器等。因轴的转速较高、转矩不太大、起动频繁，故本题选用弹性套柱销联轴器，也可选用其他形式的弹性联轴器。

（2）确定计算转矩._c查表4-1，动力机为电动机，则._w=1；假定联轴器接合次数为200次/h，则._z=1.3；混砂机一般在露天下工作，环境温度按夏季室外温度，取30～40℃；弹性套材料为橡胶，所以._t=1.1。查表4-2，混砂机转矩变化中等，工作机按搅拌机性质选取，则.=1.7。所以

（3）选择联轴器型号 查表4-15得LT型弹性套柱销联轴器基本参数和尺寸：选联轴器型号为LT6（半联轴器材料为钢），该联轴器公称转矩._n=250N·m﹥._c；许用转速[.]=3800r/min﹥.，故选择合适。

根据电动机的类型为市场上常用的Y系列电动机，由手册可查出伸出轴的尺寸：轴径.₁=42mm，轴长.=110mm。因此取联轴器轴孔直径.₁=42mm，轴孔长.=112mm（一般半联轴器长比轴长出2mm，是考虑到两半联轴器连接后，不至于使两轴顶住而留一间隙）。考虑到电动机的轴长为.=110mm，因此半联轴器用Y型轴孔（J型孔为短圆柱形孔，Z型孔适用于轴带锥度的情况）。而另一端工作机联轴器可用Y型、J型或Z型轴孔，其中Y型轴孔和J型孔加工容易，J型孔较短，结构紧凑，一般适用于轴端带挡圈的情况，Z型轴孔对中性好，但加工较困难。两轴都采用A型键，因为A型键定位效果好。

本题减速器轴端的半联轴器初步选用J型轴孔，查表4-15得：轴孔直径.₂=40mm（可以取40mm或42mm，本题考虑结构尽量紧凑，因此取40mm），轴孔长.₁=84mm，因此联轴器标记为：

（4）校核计算 弹性套柱销联轴器的较弱零件是柱销和弹性套，需要校核柱销抗弯强度及弹性套的抗压强度。

1）柱销抗弯强度校核。强度条件为

式中，按强度计算的柱销中心分布圆直径最小值的经验公式为.₁=（15～16.5）（不同厂家，此值不同，如上海凡而机械有限公司的.₁=112mm，强度高，更安全），取.₁=100mm；柱销数.=2.8.₁/d₅=2.8×100.26=10.77，取整为偶数，则.=10；查表4-17，柱销全长.₂=72mm（此处近似取柱销长.≈.₂=72mm）；柱销材料为45钢，[._b]=80～90MPa。

将数据代入，则

因此柱销抗弯强度足够。

2）弹性套抗压强度校核。弹性套的抗压强度条件为

式中，[._p]是弹性套的许用抗压应力，对于橡胶，取[._p]=1.8～2.0MPa。

将数据代入，得

从以上可以看出，选此型号的联轴器是合适的。

例2 已知某电动机型号为Y200L2—6，实际最大输出功率.=20.8kW，转速.=970r/min，轴颈为55mm。减速器的速比.=26.3，总效率为0.94，由强度计算得：减速器的输入轴径为48mm，输出轴径为95mm。工作机为链式运输机，载荷为中等冲击，与减速器连接的轴径为100mm。

1.试选择减速器输入端的联轴器类型，并标出型号。

2.试选择减速器低速轴输出端的联轴器类型，并标出型号。

3.试校核减速器低速轴输出端的联轴器的强度。

解

1.选择减速器输入端联轴器

（1）类型选择 从电动机功率来看，属于中等载荷，又因为工作机为链式运输机，载荷为中等冲击，因此轴将有一定的弯曲变形，因此应该选用弹性联轴器以补偿轴的弯曲变形并缓冲吸振。本题选用价格低廉的弹性套柱销联轴器。

（2）确定计算转矩._c1查表4-1，动力机为电动机，则._w=1；假定联轴器接合次数为200次.h，则._z=1.3；减速器在室内工作，室温为20～30℃，弹性套材料为橡胶，所以._t=1.0。查表4-2，减速器载荷均匀，工作机性质为传动装置，则.=1.25～1.5，取.=1.5。所以(www.xing528.com)

（3）选择联轴器具体型号尺寸 根据计算得到的._c1，电动机外伸轴的直径为55mm，长度为110mm，减速器输入轴.=48mm，由表4-15可查得：LT7弹性套柱销联轴器，该联轴器公称转矩为500N·m，但联轴器孔径有40mm、42mm、45mm、48mm四种规格；而电动机轴径为55mm，说明该型号的联轴器不可用。因此改选LT8弹性套柱销联轴器，该联轴器孔径有45mm、48mm、50mm、55mm四种规格，即决定选用LT8型；轴孔暂选用J型孔，两轴都采用A型键（定位效果好），联轴器标记为：

在标记中，Y为圆柱形轴孔，尺寸55×112表示联轴器与电动机连接处的轮毂孔径和长度；J为短圆柱形轴孔，48×112表示与减速器输入轴（高速轴）连接处的孔径和长度，单位是mm；A为A型键，即圆头键。

2.选择减速器低速轴输出端联轴器

（1）确定计算转矩

. _c2=iηT_c1=26.3×0.94×346=8553.8N·m

（2）选择联轴器具体型号尺寸 因为低速轴载荷大，属于重载，且又有冲击，因此选用挠性联轴器中的齿式联轴器。由于直齿式联轴器的补偿两轴向的相对偏移能力不如鼓形齿式联轴器，所以不选用CL和CLZ型联轴器，而选用鼓形齿式联轴器。又因为TGL型联轴器的公称转矩较小，都小于._c2，达不到使用要求，因此不能选用。GⅠCL（Z）和GⅡCL（Z）型联轴器相比，在公称转矩相同时，在两轴线许用角位移为1.5.时，前者允许较大的径向位移量，更适合用在环境恶劣的场合，如矿山机械等中型机械，本题工作机为链式输送机，暂决定选用GⅡCL8型联轴器。查表4-45：其公称转矩为10000N·m，满足使用要求。主、从动端均选用Y型轴孔，轴孔直径为95mm，长度为172mm，B型键槽，则联轴器标记为：GⅡCL8联轴器YB 95×172 JB/T 8854.2—2001。

3.校核计算

工作齿面的压强

式中，.是齿轮的分度圆直径（mm），d=D₂+5=（155+5）mm=160mm（此尺寸是按齿的模数为2.5mm的估计值，准确尺寸请与联轴器厂家联系）；轴套上外齿的宽度.=（0.15～0.2）.=24～32mm，此处取为30mm；[.]是齿面的许用压强，对直线齿[.]=8～12MPa，对鼓形齿[.]=15～30MPa，材质好，齿面硬度高，圆周速度低，取大值，本题取30MPa。

因为此联轴器工作转速不高，不用验算齿面滑动速度，如果需要，可以按下式进行，轴向相对往复滑动速度（m/s），式中，Δ.是角位移，其他参数意义同前。

例3 如果例2中减速器与工作机之间用滚子链联轴器连接，试选联轴器型号，并对其进行强度验算。

解

1.选联轴器型号

根据计算转矩._c28553.8×1.5.1.3=9869.8N·m（计算滚子链联轴器的计算转矩时，因考虑到链条的冲击性，工况系数应查表4-32，工作机载荷为中等冲击，.=1.5，对表4-2查的工况系数.=1.3加以修正），输出轴轴径.为100mm，减速器低速轴转速.=970.26.3=36.9r/min。查表4-34，可以选用GL13型联轴器，联轴器标记为：联轴器GL13 Y100 GB/T 6069—2002。

该联轴器公称转矩._n=10000N·m，选用Y型轴孔，直径为100～125mm，长度为212mm，许用转速为200r/min，能满足要求。

2.验算联轴器承载能力

链条联轴器的薄弱环节是链条，在传递转矩时可能发生链条销轴被切断。双排滚子链销轴抗剪切强度条件式为

式中，._z是链条销轴直径（mm）；.₁是链轮分度圆直径（mm），.₁=p/sin（180°/z），.是链条节距（mm）；.是链轮齿数；[.]是链条许用切应力（MPa），[.]=（160～180）._n，._n是考虑惯性离心力影响的转速系数，见表4-33。

查表4-34，GL13型联轴器的链条为32A，.=50.8mm，.=18；查附表4，32A链条的销轴直径._.=14.27mm；查表4-33转速小于50r/min，则._n=1.15。

[.]=（160～180）×1.15MPa=184～207MPa

所以，选用此联轴器合适。

例4 假如例2的高速轴选梅花形弹性联轴器，确定联轴器的型号。

解 查表4-30，选用LMS7型联轴器，传递的公称转矩为630N·m，轴孔直径也能满足.=48mm和电动机轴的直径为55mm的要求，轴孔长度为112mm，采用A型键，即标记为LMS7联轴器2，强度校核略。