联轴器
联轴器是一种用于将两轴端部（或轴与回转件）连接在一起以传递转矩的机械装置，用于各种机械设备，主要作用是把运动和扭矩从一端传递到另外一端，并且可以在一定程度上弥补两个轴线的偏移，用于刚性静态联接，只能在停车后拆卸才能使两轴分离，在传动过程中不改变转向和转矩。
联轴器有多种类型，根据其特性可将其分为刚性联轴器和挠性联轴器，挠性联轴器中又分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器，还有部分非常规联轴器，如磁性联轴器和液体粘性联轴器等。在了解各种联轴器的特点的基础上进行选择时，应根据使用要求和工作条件等综合分析来确定其在实际应用中的选型。
概念简述
联轴器是一种用于将两轴端部（或轴与回转件）连接在一起以传递转矩的机械装置。联轴器在机器运转过程中通常不允许两轴断开，只能在机器停车后，经过拆卸才能使两轴分离，但存在扭矩限制联轴器，当超过某个扭矩限制时，会打滑或断开。
联轴器用于各种机械设备，它的主要作用是把运动和扭矩从一端传递到另外一端，并且可以在一定程度上弥补两个轴线的偏移。为减小机械传动系统振动和降低冲击尖峰负荷，联轴器还必须具备一定的缓冲和减振能力，同时还具有过载安全防护的功能。联轴器是将两种传动元件联接在一起的机械装置，是工业传动系统中的一个重要组成部分。
联轴器的分类
联轴器类型及其特点
联轴器有多种类型，根据其特性可将其分为刚性联轴器和挠性联轴器。刚性联轴器没有任何的补偿性能，但其构造简单、容易加工、不需要维修，由于它的应用价值很高，因此仍然具有广泛的用途，例如套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器等。挠性联轴器中又分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器。
无弹性元件联轴器只能对两个轴系的相对位移进行补偿，常用的有滑块联轴器、齿式联轴器和万向联轴器等。有弹性元件联轴器既可以进行补偿，又可以进行减振，但它的扭矩传递受限于其弹性部件的强度，一般比不上有弹性联轴器，常用的有弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、轮胎联轴器等。有弹性元件联轴器按材质不同，可以分成两种：一种是金属，另一种是非金属。金属弹性元件具有强度高，转矩传送能力大，使用寿命长，不易老化，工作稳定性好等优点。
刚性联轴器
刚性联轴器结构简单、零件数量少、质量较小、制造容易、成本低，适合中低速、负载稳定的场合。由刚性联轴器连接的两轴可以视为一个刚体，如果在装配时，无法调节使其满足对中的需要，或者由于工作中的种种因素导致了两轴之间的相对位移，则会导致联轴器受到弯矩的影响，从而产生额外的径向力，增加了轴向和支承的压力，从而缩短其使用寿命，所以，刚性联轴器需要更高的双轴对中性。
一、套筒联轴器
套筒联轴器是由一个通用套管通过销、键、紧固螺杆或过盈装配等方式与两个轴连接，具有直径较短、构造紧密的优点，适合高共轴性，工作条件稳定，不受冲击载荷的场合。轴颈一般不会超过100 mm，转距\u003c5000 N·m。特点：结构简单，结构紧凑，易于制造，零件数量少；其直径小，但拆卸困难，且在轴向上有很大的位移，一般应用于对径向尺寸有严格要求或受限空间的情况。
二、夹壳联轴器
夹壳联轴器是由两个在轴向方向上分开的两个夹套，由拧紧螺栓产生的预紧力将该夹套与轴相结合，再由该夹套与轴套的摩擦来实现扭矩的传导。特点：具有结构简便、直径较小、拆卸容易、无需沿轴方向运动的优点，工作转速较低，一般采用两个直径相等的轴杆，中小型轴的转矩传递通过夹壳与轴之间的摩擦来实现，大尺寸轴主要通过键连接进行扭矩传输。适用于低速、不受撞击的情况下，在高速下，必须进行动平衡检查。
三、凸缘联轴器
凸缘联轴器是将具有凸缘的两个半耦合器分别用键连接在两个轴上，再通过螺栓将其连接为一个整体来实现传动和扭矩的转换。凸缘联轴器对两个轴之间的位移没有很好的补偿作用，对两个轴的对中性有着更高的要求。
其特点是结构简单，工作可靠，传递力矩大；安装和拆卸更加容易，可以将两个不同直径的轴连接起来，也可以连接锥形的轴，凸缘联轴器是目前使用最多的一种联轴器。凸缘联轴器主要有凹凸榫对中方式和制孔螺栓对中方式，凹凸榫对中用其中一个半联轴器上的凸台与另一个半联轴器上的凹槽配合，使用常规的螺栓固定，扭矩通过半联轴器的啮合面间的摩擦力来传递，加工方便，易切削，但装拆时需要沿着轴方向运动。两轴对中使用铰制孔螺栓，不仅可以减少螺栓的预紧力，还可以增强扭矩的传递能力，同时，在装拆过程中，无需在轴方向上进行位移。
挠性联轴器
无弹性元件刚性联轴器
无弹性元件挠性联轴器由于其本身的可移动元件或空隙，使得两个轴之间产生了一定的相对位移，其结构上没有任何弹性部件，不能起到缓冲阻尼作用，适合用于调节、运行时难以实现两个轴全部对中的情况。
一、滑块联轴器
滑块联轴器是一种由两个端面上带有一条沿径向凹槽的半联轴器，每一端都带有一个凸榫的中滑块，并且每一端的榫头都彼此垂直并嵌在凹槽内，构成移动副。滑块联轴器的最大特征在于可以使两个轴在径向上有很大的偏差，并且可以有很小的角度和轴向的位移。如果两个轴存在不对中和偏斜，那么滑块就会滑入凹槽，从而弥补了轴线的偏差。
其特点是构造简单，加工方便，直径较小。由于滑动部件的偏心会产生离心力，因此，增加了动力负荷，增大了摩擦，对轴和轴承带来了额外的动态载荷，使用时应从中间滑块的油孔中注油润滑。适用于转速较低 ，轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。
二、齿式联轴器
齿式联轴器包括两个带有外齿的半联轴器和一个用螺栓连接起来的带有内齿的壳体，它与轴键相连，有两种连接形式。齿式联轴器与一般的齿形传动相比，采用不同的齿形结构，内、外轮齿的啮合间隙较大，可以有效地抵消两个轴线之间的相对位移。
齿式联轴器的齿型，除了一般的直线齿，也可以做成鼓型。在两个轴线存在一定角度偏差的情况下，采用鼓型齿轮可以有效地防止两个齿轮产生边界摩擦，减小齿轮表面受到的压强，增大许用角的位移，鼓型齿面因其优良的工作特性并有专门的加工设备而被广泛应用。
齿式联轴器有着结构紧凑、承载能力大、使用速度大以及工作稳定等特点，能够全面地弥补两个轴向的相对偏差，但制造困难。其润滑良好，密封性能良好，反转时有碰撞现象，适合在大负荷下工作或高速运行的水平轴的连接。
三、万向联轴器
万向联轴器包括两个叉状零件和一个十字零件，十字零件的四个末端通过一个铰链与两个叉状部件相连。当主动轴在给定的角度转速为ω₁的情况下，从动轴的角速ω₂在某一特定的区间中会发生周期性的改变。
为了消除从动轴转速的变化，一般成对使用万向联轴器，在相同的平面内安装两个分叉，主、从动轴和中轴的轴线之间的倾斜角度也应相同。万向联轴器能在两个交叉轴间进行动力和运动的传递，在传动过程中，可以调节两个轴线的角度，使其在汽车、机床等机械中得到广泛应用。
有弹性元件刚性联轴器
有弹性元件挠性联轴器通过弹性元件的弹性变形来实现补偿两个轴线之间的相对位移，并能减缓负载的碰撞，起到缓冲震动的作用，适合于频繁启动、反转、工作负荷变化较大的机械设备。
一、弹性套柱销联轴器
弹性套柱销联轴器通过橡胶套管来传递力，依靠其弹性变形来实现对径向和角的位移的补偿。通常允许的径向偏移不超过0.3~0.6 mm，角向偏移不超过1°。为了弥补轴向位移和方便替换橡皮套管，必须在装配时留出一定的空隙。
弹性套柱销联轴器采用带有橡胶弹性套筒的圆柱销将两个半联轴器连接，具有结构简便、拆卸容易、造价低廉等优点。但该橡胶套管容易磨损，适用于需要正反转、起动频繁的中小转矩的传动，特别是高转速的轴类。
二、弹性柱销联轴器
弹性柱销联轴器用尼龙制成的弹性柱销钉插入两个半联轴器凸缘的孔中。其功率是用一种称为尼龙的弹性元件来传递的，这种材料能通过弹性变形来补偿径向和轴向的位移，使其在直径上的偏差不超过0.25 mm。
弹性柱销联轴器易于制作、构造简易、可替换柱销；具有缓冲冲击、吸收振动等作用。适用于正反变换较多、启动频率较高的大转速主轴；能够对大范围的轴向变形进行有效的补偿；并且可以允许微小的半径、角度的偏移。
三、轮胎式联轴器
轮胎式联轴器的两个半联轴器用铰链连接到轴上，由压盘和螺钉将特殊的橡胶胎紧紧地压在两个半联轴器上，由轮胎来传递扭矩。轮胎环是一种轮胎状的弹性部件，用橡胶和帘线制造，一般也会在轮胎上做一个缺口，以便方便装配。
轮胎采用橡胶材料制成，容易发生形变，所以可以容许较大的相对偏差。轮胎式联轴器结构简单、可靠、弹性大、无需润滑；而且还具有很强的减震性能，可以有效地减少动态负荷，对大范围的轴向变形进行补偿，适合于经常起动的情况。
非常规联轴器
一、磁联轴器
磁联轴器主要分为两种：一种是永磁式磁联轴器，它的内圈和内圈都嵌入了磁性钢，另一种是磁阻式磁联轴器，它的构造和一种类似，但只有单侧嵌入磁性钢。又可将其细分为三大类：筒型磁联轴器，线型磁联轴器和面型磁联轴器，其中筒型磁联轴器的使用范围最大。磁联轴器主要应用在特种泵、搅拌设备的永磁驱动中，也可以作为密封混合搅拌装置的驱动器。
优缺点：磁联轴器结构简单，应用范围广泛，扭矩调整容易，功耗低，高效能。但是，临时的转向会使其运转不稳并会对其工作产生很大的不利作用，而且对轴承的要求相对比较高。
二、液体粘性联轴器
液体粘性联轴器是一种通过流体的粘滞阻力进行动力传输的设备，其某些特点可以用于提高四轮驱动汽车的行驶性能。液体粘性联轴器存在两种工况，一种是油膜剪切工况，另一种是驼峰工况。在工作过程中，流体的粘度随温度的升高和剪切速率的增大而降低。
优缺点：传动平衡无冲击，可以隔离扭转振动，自动形成过载保护，防止因过载而损坏传动件，无摩擦磨损，不需要维修，结构简单，工艺性好，成本低。但不适用于固定传动比的传动，与弹性联轴器相比同轴度要求高，工作介质温度随温度升高而下降，影响传动效率。
联轴器的选择
选用标准联轴器时，要考虑其使用要求和工作环境，如承载能力，转速，两轴相对位移等，通过对减震能力、装拆难度、维修、更换易损部件等方面进行综合分析，进行全面的计算。在作出具体选择时，可以将下列要素纳入考量范围。
（1）原动机和工作机的机械特性。不同种类的原动机，其输出功率和速度，有些是稳定的，有些则是起伏不平，不同工况下负载特性差别较大，有时会产生较大的碰撞和震动，从而对联轴器类型的选用产生直接的影响，是选型的重要参考。
（2）联轴器连接的轴系及其运转情况。当轴系质量大，转动惯量大，且频繁启动、变速、倒车等情况下，必须考虑采用能经受大的瞬间超载和具有减震能力的联轴器。
（3）工作机的转速高低。在需要高转速运行的情况下，为了克服由于离心力引起的噪音和震动，需要考虑选用高均衡精度的联轴器，从而减少相关元件的摩擦和发热，保证其质量和寿命。
（4）联轴器的对中和对中保持程度。对中状态的维持是保证设备正常运行的先决条件，可以避免额外负载的过量和其它不利条件的发生。选用的联轴器要能够对装配过程中导致的不可避免的相对误差进行补偿，同时也要能够对两个轴线运行产生的相对位移进行补偿。
（5）联轴器的结构及工作特性。联轴器的外型尺寸，安装、拆卸所需的空间，装卸的难度，维修保养的需求等均要符合设备的特殊结构和需求。
（6）联轴器的可靠性、使用寿命和工作环境。对需要运行稳定、不允许中断的传动，宜采用无润滑、无非金属弹性部件的联轴器。
（7）联轴器的制造、安装和维护的成本。