工业联轴器
联轴器是用来连接进给机构的两根轴使之一起回转,以传递扭矩和运动的一种装置。机器运转时,被联结的两根轴不能分离,只有停车后将联轴器拆开,两轴才能脱开。
目前,联轴器的类型主要有液力式、电磁式和机械式。机械式联轴器是应用最广泛的一种,它借助于机械构件相互间的作用力来传递扭矩。数控机床中常用的联轴器有以下几种。
套筒联轴器
套筒联轴器由连接两轴轴端的套筒和联结套筒与轴的联结件(键或销钉)组成,一般当轴端直径d≤80mm 时,套筒用35号钢或45号钢制造;d>80mm时,可用强度较高的铸铁制造。
套筒联轴器的结构如图3-27所示,其各部分尺寸间的关系如下:套筒长L≈3d;套筒外径D≈1.5d;销钉直径do=(0.3~0.25)d(对小联轴器,取0.3;对大联轴器,取0.25);销钉中心到套筒端部的距离e~0.75d。这种联轴器构造简单,径向尺寸小,但其装拆困难,且要求两轴严格对中,不允许有径向及角度偏差,因此,使用上受到一定限制。
凸缘联轴器
凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器分别与两轴连接,然后用螺栓把两个半联轴器连成一体,以传递运动和扭矩,如图3-28所示。凸缘联轴器有两种对中方法:一种是用一个半联轴器上的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中,见图3-28(a);另一种则是共同与另一部分环相配合而对中,见如图 3 - 28(b)。
凸缘联轴器的材料可用HT250或碳钢,重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸铁或锻钢。
凸缘联轴器对于所连接的两轴的对中性要求很高,当两轴间有位移与倾斜存在时,就会在机体内引起附加载荷,使工作情况恶化,这是它的主要缺点。但由于其构造简单,成本低,可传递较大扭矩,故当转速低、无冲击、轴的刚度大以及对中性较好时亦常采用。
挠性联轴器
在大扭矩宽调速直流电动机及传递扭矩较大的步进电机的传动机构中,与丝杠之间可采用直接连接的方式,这不仅可简化结构,减少噪声,而且对减少间隙、提高传动刚度也大有好处。图3-29为采用锥形夹紧环的消隙联轴器,可使动力传递没有反向间隙。
螺钉5通过压圈3施加轴向力,由于锥环之间的楔紧作用,内外环分别产生径向弹性变形,消除配合间隙,并产生接触压力以传递扭矩。为了能补偿同轴度及垂直度误差引起的憋劲现象,可采用图3-30所示的挠性联轴器。柔性片4分别用螺钉和球面垫圈与两边的联轴套2相联,通过柔性片传递扭矩。柔性片每片厚0.25mm,材料为不锈钢。两端的位置偏差由柔性片的变形抵消。
这种联轴器传递功率大,转速高,使用寿命长,能适应较大的相对位移,能在受振动和冲击载荷等恶劣条件下连续工作,安装、使用和维护方便、简单,作用于系统中的负荷小,噪声小,因而在数控机床的进给传动系统中应用广泛。