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3 十字轴式万向联轴器的应用

十字轴式万向联轴器在我们的生活中应用十分广泛下面列举其中的两例作为介绍： 实例1 下图为轧钢机的传动示意图。由于在轧钢过程中，需要经常调节轧辊的上下位置，所以齿轮座轴线与轧辊轴线之间的距离h要经常变化，这就需要用双万向联轴节来作为齿轮与轧辊之间的中间传动装置。

图3.1 轧钢机的传动示意图

实例2 众所周知，汽车行驶时由于道路的不平会引起变速箱输出轴和后桥输入轴相对位置的变化，只有采用双万向联轴节才能实现两轴之间的运动传递。

图 3.2 汽车中的万向联轴节

十字轴式万象联轴器在轧钢机的应用过程中，由于联轴器本身存在的问题，经常会因为承载能力达不到设计要求，经常会出现轴承座螺栓裂纹、断裂及十字轴断裂等事故，影响正常工作。

下面我们将系统介绍一下十字轴式万向联轴器生产制造时的材料选择、尺寸精度及工作时的各部分运动，进而达到改进前熟悉了解零件的效果。

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4 零件的材料及尺寸精度

4.1 零件的材料

零件由十字轴、十字轴承、轴承座、轴叉等部分组成，选用了合金钢40Cr作为联轴器十字轴的材料，热处理后硬度58～62HRC，；45钢作为其他零件的材料，均采用制造并热处理48～52HRC。对于该零件材料选择的基本原则要求主要是： 4.1.1 满足使用要求

设计机械零件的基本原则之一是工作可靠。零件的材料直接影响着其强度、刚度、耐

磨性、耐蚀性、耐热性、疲劳寿命、重量、美观等，应根据零件的工况选择适当的材料。如零件承受较大载荷或要求尺寸小重量轻，应选择高强度合金钢；零件承受较大冲击载荷，需要选择韧性好的合金钢；构成摩擦副的零件要求耐磨性好，应按摩擦学设计来选择减摩耐磨性好的材料配对，如磨损主要是磨粒磨损时，一般应选淬火钢 ； 工作时要接触腐蚀性气体或液体的零件，要针对造成腐蚀的具体情况，选择合适的耐腐蚀的材料。 当某个零件对设备的正常使用非常重要时，应选择质量可靠的材料。 4.1.2 满足工艺要求

便于加工是设计机械零件时也必须遵守的一个原则。零件是否便于加工直接关系到零

件的成本和制造时间。生产形状复杂铸造毛坯零件，一般要选择铸铁，受力较大时选择铸钢。生产形状复杂、单件或小批量的零件，可以用钢板或型钢焊接。冲压件应选择塑性好的低碳钢或铜合金等材料。在机器制造过程中，切削加工方法占有重要位置，材料的切削加工性能主要指材料被切削的难易程度、材料被切削后的表面粗糙度和刀具的寿命。材料成分、组织和热处理不同的零件，其切削加工性是不同的，甚至差异很大。对大批量生产的零件，要特别重视材料的机械加工性能。在材料手册中，对具体材料的加工性能有简要的说明。

设计零件时，也要注意热处理工艺性。如结构形状复杂的零件，应选择选择淬透性好的钢材，其变形小。 4.1.3 满足经济性要求

降低零件成本，是提高产品价格竞争力的一个重要途径。价格低廉，是设计零件时要

遵守的原则之一。在满足使用性能的前提下，选用零件材料时要注意降低零件的总成本。

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零件的总成本主要包含材料的价格和加工等费用。

不同材料的价格可能相差几倍，甚至几十倍。在金属材料中，碳钢和铸铁的价格相对较低，其加工工艺性能较好。所以，在满足机械性能要求的前提下，宜优先选择碳钢或铸铁。在选材时还应考虑材料的供应情况，品种尽量少，便于采购和管理。 4.2 尺寸精度

该零件未标注公差的尺寸，根据零件的使用性能，可按IT6级制造。

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5 联轴器的选用程序

5.1选用标准联轴器

设计人员在选择联轴器时首先应在已经制定为国家标准、机械行业标准以及获国家专利的联轴器中选择，只有在现有标准联轴器和专利联轴器不能满足设计需要时才需自己设计联轴器。 5.2选择联轴器品种、型式

了解联轴器在传动系统中的综合功能，从传动系统总体设计考虑，选择联轴器品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴器的品种。根据配套主机的需要选择联轴器的结构型式，当联轴器与制动器配套使用时，宜选择带制动轮或制动盘型式的联轴器；需要过载保护时，宜选择安全联轴器；与法兰联接时，宜选择法兰式；长距离传动，联接的轴向尺寸较大时，宜选择接中间轴型或接中间套型。 5.3联轴器转矩计算

传动系统中动力机的功率应大于工件机所需功率。根据动力机的功率和转速可计算得到与动力机相联接的高速端的理论短矩T；根据工况系数K及其他有关系数，可计算联轴器的计算转矩Tc。联轴器T与n成反比，因此低速端T大于高速端T。 5.4初选联轴器型号

根据计算转矩Tc,从标准系列中可选定相近似的公称转矩Tn，选型时应满足Tn≥Tc。初步选定联轴器型号，从标准中可查得联轴器的许用转速[n]和最大径向尺寸D、轴向尺寸L0,就满足联轴器转速n≤[n]。 5.5根据轴径调整型号

初步选定的联轴器联接尺寸，即轴孔直径d和轴孔长度L，应符合主、从动端轴径的要求，否则还要根据轴径d调整联轴器的规格。主、从动端轴径不相同是普通现象，当转矩、转速相同，主、从动端轴径不相同时，应按大轴径选择联轴器型号。新

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