万向联轴器的扭矩计算公式和选型方法。这是一个对工程设计和设备维护都非常重要的主题。下面我们就来详细了解一下。
一、万向联轴器扭矩计算公式
计算扭矩是选型的核心，目的是确保联轴器能传递设备所需的扭矩而不被损坏。主要涉及三个关键扭矩概念：
1. 理论计算扭矩 (T)
这是由驱动端负载和工况计算出的所需扭矩。
基本公式：
T: 理论扭矩，单位是 牛顿米 (N·m)。这是最常用的单位，有时也会用 牛米 (Nm)。
P: 驱动功率，单位是 千瓦 (kW)。
n: 工作转速，单位是 转/分钟 (r/min)。
公式推导与说明：
这个公式是由功率、转速和扭矩的基本关系式 P = T × ω 推导而来（其中 ω 是角速度，单位 rad/s）。9550 是一个综合了单位换算和常数 2π/60 的系数。
举例：
一台功率为 90 kW，转速为 1500 r/min 的电机，其输出理论扭矩为：
2. 计算扭矩 (Tc)
设备在实际工作中，负载往往不是绝对平稳的。因此，需要将理论扭矩乘以一个 工况系数 来得到一个更贴近实际工况的计算扭矩。
公式：
Tc: 计算扭矩，单位 N·m。
K: 工况系数（详见下面的选型方法部分）。
这个 Tc 是用于和万向联轴器样本上的 公称扭矩 进行对比选型的核心数据。
3. 疲劳校验扭矩 (Tf)
对于长期连续工作、负载变化频繁的场合，还需要校验联轴器的疲劳寿命。这需要用到另一个考虑了寿命和转速的公式。
公式（常见形式之一）：
或查阅厂家样本提供的寿命计算图表/公式。
Tf: 用于疲劳寿命校验的计算扭矩。
K1: 寿命系数（与期望工作小时数有关）。
K2: 转速系数（与工作转速有关）。
核心要点： 最终选定的万向联轴器的 公称扭矩 Tn 必须满足：
强度条件： Tn ≥ Tc （确保不打坏）
寿命条件： 根据 Tf 计算出的寿命应大于期望寿命。（确保用得久）
二、万向联轴器选型方法
选型是一个系统性的过程，不仅仅是计算扭矩，还必须考虑其他关键因素。以下是标准的选型步骤：
步骤一：收集必要技术参数
这是选型的基础，必须尽可能准确。
1.原动机类型：电机、液压马达、内燃机等。不同动力源的冲击特性不同。
2.负载机械类型：风机、水泵、输送机、轧钢机等。负载的平稳性决定工况系数。
3.传递功率 (P)：单位 kW。
4.转速 (n)：单位 r/min。包括常用转速和最高转速。
5.两连接轴间的夹角 (β)：单位度 (°)。这是万向联轴器独有的关键参数！
夹角越大，产生的附加弯矩和不平衡力越大，效率越低，寿命越短。
通常建议单节万向联轴器的工作夹角 不大于 15°，双节万向联轴器系统（带中间轴）的两端夹角应相等且在同一平面，且每个万向节夹角 不大于 25°~30°。
6.安装空间限制：允许的最大外径和长度。
7.环境因素：是否高温、多尘、有腐蚀性等。
步骤二：确定工况系数 (K)
工况系数 K 用来补偿启动扭矩、冲击载荷等不确定因素。可参考下表进行选择（不同厂家样本可能略有差异）：
选择原则： 负载冲击越大，原动机平稳性越差，K值应取较大值。
步骤三：计算并初选型号
1.使用公式 T = 9550 × P / n 计算理论扭矩。
2.根据工况选择工况系数 K，计算 Tc = T × K。
3.查阅万向联轴器厂家样本或手册，找到其 公称扭矩 (Tn) 大于或等于 Tc 的型号。
注意样本上的公称扭矩通常是在特定夹角（如0°）下的数值，夹角增大会降低许用扭矩，需查阅厂家的修正系数。
步骤四：校验转速和夹角
1.校验转速：确保初选型号的 最高许用转速 高于系统的最大工作转速。
2.校验夹角：这是万向联轴器选型的重中之重。
根据实际安装情况确定最大工作夹角 β。
确保 β 小于该型号的 最大许用夹角。
注意： 夹角会显著影响寿命和动平衡。如果夹角较大，即使扭矩满足，也可能需要选择更大规格或更高平衡等级的产品。
步骤五：确定规格和连接方式
根据以上步骤确定具体规格（如 SWC250BH）。
类型：选择标准型（SWC）、轻型（SWP）、重型等。
法兰连接形式：如 WD（无伸缩）、WH（有伸缩）、WS（无伸缩短型）等，根据是否需要补偿轴向位移来选择。
花键类型：矩形花键还是渐开线花键，以及花键的精度等级。
动平衡等级：高速应用（如 >1000 r/min）必须提出动平衡要求（如 G6.3级）。
步骤六：特殊要求确认
润滑方式：是否需要免维护（如用石墨轴承）还是需要定期注脂润滑。
防护罩：出于安全考虑，高速万向联轴器必须加装防护罩。
表面处理：如镀锌、达克罗等，用于防腐。
选型总结口诀
1.扭矩是基础：计算扭矩 Tc 要准，工况系数 K 要选对。
2.夹角是关键：夹角 β 必须严格控制在许用范围内，且越小越好。
3.转速是上限：工作转速不能超过许用转速。
4.空间是约束：尺寸要能装得下。
5.样本是依据：最终务必以意向品牌产品的官方样本参数为准进行核对。
建议在最终选型前，联系供应商的技术人员，提供您的所有参数，让他们协助确认型号，这是最稳妥的方式。