SWC 型万向联轴器的布置与选用计算

(1)布置

整体叉头十字轴式万向联轴器由两个万向节和一根中间轴所构成，如下图所示。为使主、从动轴的角速度相等，即ω₁＝ω₂，须满足下列三个条件：

① 中间轴与主、从动轴间的节点倾角相等，即β₁＝β₂；

② 中间轴两端的叉头面位于同一平面内；

③ 主、从动轴与中间轴三轴的中心线在同一平面内。

万向联轴器的安装型式按其轴线相互位置，一般为Z型(如下图a所示)和W型(如下图b所示)。

图1　　 1，2—万向节；3—中间轴

(2)万向联轴器应根据载荷特性、计算转矩、轴承寿命及工作转速选用。

计算转矩由式(1)、式(2)和式(3)求出：

式中  T—— 理论转矩，N·m；

T_c—— 计算转矩，N·m；

P_w—— 驱动功率，kW；

P_n—— 驱动功率，马力；

n—— 工作转速，r/min；

K—— 工作情况系数。见表1。

表1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　工作情况系数K

载荷性质

设  备  名  称

K

轻冲击载荷

发电机、离心机、通风机、木工机械、皮带运输机、造纸机

1.1～1.3

中冲击载荷

压缩机(多缸)、活塞泵(多柱塞)、小型型钢轧机、连续线材轧机、运输机械主传动

1.3～1.8

重冲击载荷

船舶驱动、运输辊道、连续管轧机、连续工作辊道、中型型钢轧机、压缩机(单缸)、活塞泵(单柱塞)、搅拌机、压力机、矫直机、起重机主传动、球磨机

2～3

特重冲击载荷

起重机辅助传动、破碎机、可逆工作辊道、卷取机、破鳞机、初轧机

3～5

极重冲击载荷

机架辊道、厚板剪切机

6～15

一般情况下按传递转矩和轴承寿命选择万向联轴器，但也可根据机械设备的具体使用要求，只校核强度或轴承寿命。

a．强度校核　按式(4)进行强度校核。

T_c≤T_n 或 T_c≤T_f 或 T_c≤T_p　　　　　　　　　(4)

式中  T_c—— 计算转矩，N·m；

T_n—— 公称转矩，N·m；

T_f—— 在交变载荷下按疲劳强度所允许的转矩，N·m；

T_p—— 在脉动载荷下按疲劳强度所允许的转矩，T_p＝1.45T_f，N·m。

b．轴承寿命校核　按式(5)进行轴承寿命校核。

式中  L_N—— 使用寿命，h；

n—— 工作转速，r/mim；

β—— 工作时的节点倾角，(°)；

T—— 理论转矩，kN·m；

K₁—— 原动机系数；电动机：K₁＝1；柴油机：K₁＝1.2；

K_L—— 轴承容量系数，见表2。

表2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　轴承容量系数 K_L

型  号

K_L

型  号

K_L

型  号

K_L

SWC 100

0.26×10^-3

SWC 250

9.97

SWC 440

3010

SWC 120

0.92×10^-3

SWC 285

35.9

SWC 490

8.58×10³

SWC 150

0.18×10^-1

SWC 315

108

SWC 550

23.68×10³

SWC 180

0.66

SWC 350

370

SWC 620

77.68×10³

SWC 225

1.99

SWC 390

1010

当水平、垂直面间同时有节点倾角时，其合成节点倾角按式(6)计算：

式中  β—— 合成节点倾角，(°)；

β₁—— 水平面的节点倾角，(°)；

β₂—— 垂直面的节点倾角，(°)。

万向联轴器除按转矩、寿命选择外，当回转直径小于(或等于)390mm时，还应按式(7)、式(8)校核最大转速：

n_max≤n_βp　　　　　　　　　　　　　　　　(7)

n_max≤n_Lp　　　　　　　　　　　　　　　　(8)

式中  n_max—— 最大工作转速，r/min；

n_βp—— 与工作倾角有关的最大许用转速(见下图a)，r/min；

n_Lp—— 与工作长度有关的最大许用转速(见下图b)，r/min。

(a)　与工作倾角有关的最大许用转速

(b)　与工作长度有关的最大许用转速

图2