4 聯(lián)軸器選用計(jì)算
4.1 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩
聯(lián)軸器的主參數(shù)是公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩Tn，聯(lián)軸器其他轉(zhuǎn)矩按GB 3931的規(guī)定。選用時(shí)各轉(zhuǎn)矩間符合以下關(guān)系：
T<Tc≤Tn≤[T]<[ Tmax]<Tmax ………………………………（1）
式中：T—理論轉(zhuǎn)矩，N·m；
Tc—計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m；
Tn—公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，N·m；
[T]—許用轉(zhuǎn)矩，N·m；
[ Tmax]—許用最大轉(zhuǎn)矩，N·m；
Tmax—最大轉(zhuǎn)矩，N·m；
4.2 聯(lián)軸器的理率轉(zhuǎn)矩計(jì)算
聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩是由功率和工作轉(zhuǎn)速計(jì)算而得，即：
式中：Pw—驅(qū)動(dòng)功率，Kw；
N—工作轉(zhuǎn)速，r/min。
4.3 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩是由理轉(zhuǎn)矩和動(dòng)和機(jī)系數(shù)、工況系數(shù)及其他有關(guān)系數(shù)計(jì)算而得，即：
Tc=TKwKKzKt ………………………………（3）
式中：Kw—?jiǎng)觿?dòng)力機(jī)系數(shù)（見(jiàn)表1）；
K—工況系數(shù)（見(jiàn)表3）；
Kz—起動(dòng)系數(shù)（見(jiàn)表4）；
Kt—溫度系數(shù)（見(jiàn)表5）；
4.4 撓性或彈性聯(lián)軸器計(jì)算
當(dāng)需要減振、緩沖、改善傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)中性能時(shí)，應(yīng)選用撓性或彈性聯(lián)軸器，且機(jī)組系統(tǒng)中聯(lián)國(guó)器為唯一彈性部件，主、從動(dòng)機(jī)可簡(jiǎn)化為兩個(gè)質(zhì)量系統(tǒng)，此時(shí)可采用以下計(jì)算，其他情況則需引入振動(dòng)計(jì)算。
4.4.1 均勻載荷時(shí)
由式（2）計(jì)算得理論轉(zhuǎn)矩T，在各種不同工作溫度情況下，動(dòng)力機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TAC（主動(dòng)端）不得小理工作機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TLC（從動(dòng)端），即：
TAC≥TLCKt ………………………………（4）
式中：TAC—?jiǎng)恿C(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m；
TLC—工作機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m；
Kt—溫度系數(shù)（見(jiàn)表5）。
4.4.2 沖擊載荷時(shí)
在各種不同工作溫度和頻繁的沖擊載荷情況下,彈性聯(lián)軸器的最大轉(zhuǎn)矩Tmax不得小于工作中的沖擊轉(zhuǎn)矩Ts，即
a. 主動(dòng)端的沖擊
TAmax≥TASKAJKASKtKZ ………………………………（5）
b. 從動(dòng)端的沖擊
TLmax≥TLSKLJKLSKtKZ ………………………………（6）
c. 兩端的沖擊
Tmax≥（TASKAJKAS+TLSKLJKLS）KtKZ ………………………………（7）
式中：TAS—主動(dòng)端沖擊轉(zhuǎn)矩，N·m；
TLS—從動(dòng)端沖擊轉(zhuǎn)矩，N·m；
KAS—主動(dòng)端沖擊系數(shù)（一般取1.8）；
KLS—從動(dòng)端沖擊系數(shù)（一般取1.8）；
Kt—溫度系數(shù)（見(jiàn)表5）；
KZ—起動(dòng)系數(shù)（見(jiàn)表4）。
以上計(jì)算適用于各種無(wú)扭轉(zhuǎn)間際聯(lián)軸器。對(duì)于存在扭轉(zhuǎn)間隙的聯(lián)軸器，還需考慮由于振動(dòng)、沖擊而產(chǎn)生的過(guò)載因素。
4.4.3 周期性交變載荷時(shí)
4.4.3.1 迅速通過(guò)共振區(qū)
在工作轉(zhuǎn)速內(nèi)很快通過(guò)共振區(qū)時(shí),僅出現(xiàn)較小的共振峰值.因此,在共振時(shí)的交變轉(zhuǎn)矩可與聯(lián)軸器的最大轉(zhuǎn)矩相比較。
a. 主動(dòng)端激振
TAmax≥TAiKAKVRKZKt ………………………………（8）
b. 從動(dòng)端激振
TLmax≥TLiKLKVRKZKt ………………………………（9）
式中：TAi—主動(dòng)端激振轉(zhuǎn)矩，N·m；
TLi—從動(dòng)端激振轉(zhuǎn)矩，N·m；
AD—一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)的阻尼功；
Ae—一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)的彈性變形功。
4.4.3.2 有持續(xù)交變轉(zhuǎn)矩
在工作頻率以?xún)?nèi)，該交變轉(zhuǎn)矩必須與聯(lián)軸器的交變疲勞轉(zhuǎn)矩TK相比較。
a. 主動(dòng)端的激振
TAK≥TAiKAJKVKtKf ………………………………（10）
b. 從動(dòng)端的激振
TLK≥TLiKLJKVKtKf ………………………………（11）
式中：TAK—主動(dòng)端交變疲勞轉(zhuǎn)矩，N·m；
TLK—從動(dòng)端交變疲勞轉(zhuǎn)矩，N·m；
TAi—主動(dòng)端交變疲勞轉(zhuǎn)矩，N·m；
TLi—從動(dòng)端交變疲勞轉(zhuǎn)矩，N·m；
式中：C—聯(lián)軸器動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度。
4.4.4 軸偏移引起的載荷
當(dāng)軸向偏移在聯(lián)軸器上僅產(chǎn)生靜載荷時(shí),徑向和角向位移產(chǎn)生交變載荷，此交變載荷與頻率系數(shù)有關(guān)，為此交變轉(zhuǎn)矩應(yīng)按下列條件：
△X≥△XmaxKt ………………………………（12）
△Y≥△YmaxKtKt ………………………………（13）
△a≥△amaxKtKf ………………………………（14）
式中：△X—聯(lián)軸器許用軸向補(bǔ)償量；
△Y—聯(lián)軸器許用徑向補(bǔ)償量；
△a—聯(lián)軸器許用角向補(bǔ)償量；
△Xmax—軸系最大軸向補(bǔ)償量；
△Ymax—軸系最大徑向補(bǔ)償量；
△amax—軸系最大角向補(bǔ)償量；
軸偏移而產(chǎn)生的恢復(fù)力和轉(zhuǎn)矩，是聯(lián)軸器軸向剛度CX、徑向剛度CY和扭轉(zhuǎn)剛度C的函數(shù)。這些力和轉(zhuǎn)矩增加了鄰近部件（軸、軸承）的載荷。
軸向恢復(fù)力 FX=△XmaxCX ………………………………（15）
徑向恢復(fù)力 FY=△YmaxCY ………………………………（16）
角度方向恢復(fù)力矩 Fa=△amaxC ………………………………（17）
式中：CY—徑向動(dòng)態(tài)剛度；
CX—軸向動(dòng)態(tài)剛度；
C—角向動(dòng)態(tài)剛度。
4.4.5 選用示例
例1：動(dòng)力機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻載荷情況下彈性聯(lián)軸器選用示例。
1.已知?jiǎng)恿C(jī)參數(shù)
a. 160M型三相交流電動(dòng)機(jī),功率PW=11kW，轉(zhuǎn)速n=1450r/min；
c. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA=0.0736kg·m2；
d. 起動(dòng)次數(shù)Z=150次/h；
e. 環(huán)境溫度t=40℃
f.主動(dòng)端沖擊轉(zhuǎn)矩即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TAS=2TA=145N·m。
2. 已知工作機(jī)參數(shù)
a. 負(fù)載平均轉(zhuǎn)矩TL=68N·m。
b. 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL=0.0883kg·m2；
3.選用帶天然橡膠彈性元件聯(lián)軸器,載荷均勻時(shí),計(jì)算轉(zhuǎn)矩TA應(yīng)滿(mǎn)足式（4）的要求：
TA≥TLKt=68×1.1=75N·m
4.初選GB 4323中TL5型Ta=125N·m彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，彈性套為天然橡膠。
最大轉(zhuǎn)矩Tmax=2Tn=250N·m；
半聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1=J2=0.015kg·m2；
起動(dòng)系數(shù)KZ（由表4查得）=1.3；
溫度系數(shù)Kt（同表5查得）=1.1；
沖擊系數(shù)KAS=1.8；
沖擊載荷時(shí)主動(dòng)端的沖擊轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿(mǎn)足式（5）的要求：TAmax≥TASKAJKASKtKZ
=14.5×0.54×1.8×1.3×1.1
=202N·m<250 N·m
主動(dòng)端沖擊轉(zhuǎn)矩小于彈性性聯(lián)軸器的最大轉(zhuǎn)矩，故安全，可以選用。
選定聯(lián)軸器時(shí)，還應(yīng)校核在給定況條件下許用偏移量。
例2：動(dòng)力機(jī)為柴油機(jī)，周期性交變載荷情況下彈性聯(lián)軸器選用示例。
1.已知?jiǎng)恿C(jī)參數(shù)
a. 4缸四沖程直列式柴油相,功率PW=28kW，轉(zhuǎn)速n=1500r/min；
c. 第二諧周期性交變轉(zhuǎn)矩TA2=±536N·m；
d. 起動(dòng)次數(shù)Z≤60次/h；
e. 環(huán)境溫度t=40℃；
f. 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA=2.36kg·m2。
2.已知工作機(jī)參數(shù)
a. 負(fù)載平均轉(zhuǎn)矩TL=148N·m；
b. 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=1.01kg·m2。
3.選用帶天然橡膠彈性元件聯(lián)軸器，載荷均勻時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩TA應(yīng)滿(mǎn)足式（4）的要求：
TA≥TLKt=148×1.1=162N·m。
4.初選GB 4323中TL6型Tn=250N·m彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，彈性套為天然橡膠。
最大轉(zhuǎn)矩Tmax=2Tn=500N·m；
交變疲勞轉(zhuǎn)矩TK=±100N·m；
動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度C=2900N·m/rad；
放大系數(shù)KV=6；
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1=0.0294kg·m2；
J2=0.00785kg·m2；
起動(dòng)系數(shù)（由表4查得）KZ=1；
溫度系數(shù)（由表5查得）Kt=1.1；
考慮共振轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足式（8）的要求：TAmax≥TA2KAJKVKKt
=536×0.298×6×1×1.1
=1055N·m
由以上計(jì)算可見(jiàn)，初選TL6型聯(lián)軸器偏小，應(yīng)選取大兩規(guī)格的TL8型，Tn=710N·m，其主要參數(shù)：
最大轉(zhuǎn)矩Tmax=2Tn=1420N·m；
交變疲勞轉(zhuǎn)矩TK=±150N·m；
動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度C=5500N·m/rad；
放大系數(shù)KV=6；
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1=0.053kg·m2；
J2=0.0236kg·m2；
以上所有計(jì)算得轉(zhuǎn)矩值均在聯(lián)軸器允許轉(zhuǎn)矩值范圍內(nèi)，故安全，可以選用。對(duì)選定的彈性聯(lián)軸器應(yīng)按給工況校核其許用偏移量。
