傳動軸是傳動系統中傳遞動力的重要部件。傳動軸的端部聯接形式多種多樣,具有不同的特點,其設計選用是否得當影響動力的可靠傳遞。因此,傳動軸端部形式的合理選擇是設計中需考慮的重要方面。
端部聯接的唯一功能是傳遞轉矩。它們應該使傳動軸有很好的對中性,并且通過摩擦或是剛性、或者二者兼有的聯接,經傳動軸把輸入軸和輸出軸聯接起來。聯接傳動軸有五種可能的實用形式:
1、凸緣。傳動軸端部用帶有耳叉的凸緣聯接,由于結構形式簡單,制造及裝配容易,是一種廣泛采用的聯接形式。按定心方式區分,有內圓定心和外圓定心兩種;根據傳力的方式不同,又有剛性傳遞和摩擦傳遞之分。
2、開槽叉。傳動軸端部與轂聯接,轂上開有槽,閉合時鎖緊,張開時松開,多用在農業機械上,并且如圖上的這種能快速分離的花鍵轂已經標準化。
3、花鍵半軸。帶有一個單萬向節或者是一個雙聯式萬向節的傳動軸,其端部是通過兩個軸上的鍵或花鍵聯接的,轉向驅動橋多用這種形式。
4、翼形軸承。傳動軸端部用兩個帶有小型翼狀的軸承的組合件聯接,并可作為組合件更換,這種形式多用于工程機械。
5、端部節叉。端部是一個節叉,靠十字軸與被聯接件聯接。主動軸端的十字軸安裝在套筒里,用u形螺栓把十字軸上的套筒固定在從動軸端部節叉的兩個半圓槽內,且由套筒對中心,這種聯接形式多用于美國。
工程機械的主傳動軸,其端部聯接多采用凸緣或翼形軸承。傳動軸端部形式的選擇要考慮:
1、傳遞轉矩的平衡性
端部形式的對中性影響傳遞轉矩的平衡性。凸緣式傳動軸通過調整軸承組合件的軸向間隙及具有精確、自由對中性的特點,因而運轉非常平穩;開槽叉和花鍵半軸聯接靠輸入軸、輸出軸對中心,由于制造公差的原因,軸的對中心性偏底,傳動軸的平衡性也會降低;翼形軸承和u形螺栓聯接的情形與開槽叉類似,由于十字軸的軸向間隙不可調整,因而也達不到高水平的平衡品質。
2、傳遞轉矩的可靠性
對端部聯接的設計計算要么按剛性傳遞計算,要么按摩擦傳遞計算,二者不宜同時計入。摩擦傳遞受摩擦系數離散度的影響,不易按傳遞轉矩準確設計聯接參數,為安全起見,要采取保守設計,結構偏大。而剛性傳遞靠平鍵或花鍵等傳力,傳遞轉矩更大、更可靠,因而在傳遞大轉矩時,剛性傳遞優于摩擦傳遞。
徐工F系列裝載機傳動軸端部多為摩擦凸緣式,一些G系列裝載機傳動軸的端部雖為翼形軸承式,但在傳動軸和箱橋之間另有一個聯結盤過渡,這個聯結盤是靠摩擦傳遞轉矩的。
3、其他因素
端部聯接形式還應考慮布置空問、配套供應、成本等其他因素。