1、聯(lián)軸器、離合器的類型和應用,剛性聯(lián)軸器,第15章 軸間連接,聯(lián)軸器 和 離合器,無彈性元件撓性聯(lián)軸器,牙嵌離合器,摩擦式離合器,超越離合器,有彈性元件撓性聯(lián)軸器,安全離合器,第一節(jié) 概述,用于將兩根軸連接在一起，使它們一起旋轉，并傳遞扭矩,功 用,聯(lián)軸器和離合器的區(qū)別,用聯(lián)軸器連接的兩軸，只有在機器停車后，經(jīng)過拆卸才能把它們分離；,用離合器連接的兩軸，在機器工作中就能方便地使它們分離或接合。,分 類,撓性聯(lián)軸器,剛性聯(lián)軸器,固定式聯(lián)軸器,移動式聯(lián)軸器,聯(lián)軸器,剛性聯(lián)軸器,聯(lián)軸器分類：,撓性聯(lián)軸器,齒輪聯(lián)軸器,十字滑塊聯(lián)軸器,萬向聯(lián)軸器,簧片聯(lián)軸器,蛇形彈簧聯(lián)軸器,彈性套柱銷聯(lián)軸器,彈性柱銷聯(lián)軸

2、器,梅花形彈性聯(lián)軸器,輪胎式聯(lián)軸器,強度高，承載能力大,E大且穩(wěn)定,受T影響小,但成本高。,E變化范圍大,阻尼效應好,重量輕,成本低,但強度低,承載能力小,壽命較短。,1、套筒聯(lián)軸器,用一套筒通過銷或鍵與兩軸聯(lián)接,特點,一. 剛性聯(lián)軸器,兩軸對中性好,工作平穩(wěn),經(jīng)常正反轉的小功率傳動場合,圓錐銷聯(lián)接,平鍵聯(lián)接,結構,徑向尺寸小，結構簡單，制造容易，但拆裝時需沿軸向移動較大的距離，且只能聯(lián)接兩軸直徑相同的圓柱形軸端,第二節(jié) 聯(lián)軸器,2、夾殼聯(lián)軸器,兩個縱向剖分的半圓筒形的夾殼組成的，并用螺栓鎖緊,結構,應用,剖分結構,裝拆方便,聯(lián)接兩軸直徑相同的圓柱形軸端,低速、工作平穩(wěn)的場合,3、凸緣聯(lián)軸器,

3、結構,由兩個帶轂的圓盤并用螺栓聯(lián)接以實現(xiàn)兩軸的聯(lián)接,特點,結構簡單并能傳遞較大的轉矩，應用最廣泛,用凸肩和凹槽對中,用鉸制孔螺栓對中,由于制造、安裝誤差或工作時零件的變形等原因，被連接的兩軸不一定都能精確對中，因而兩軸之間會出現(xiàn)一定的偏差。若用剛性聯(lián)軸器連接將引起附加動載荷，要求聯(lián)軸器或離合器從結構上適應各種形式的偏移，以保證正常工作。,兩軸線允許的相對位移有: 軸向、徑向、角度、綜合,結構：有兩個端面都帶有凸牙和凹槽的半聯(lián)軸器。為便于兩軸對中，左邊半聯(lián)軸器中裝有定中環(huán)，并有螺釘固定，右邊的軸伸入該環(huán)內。 允許軸向位移,1.牙嵌聯(lián)軸器,二. 無彈性元件撓性聯(lián)軸器（剛性可移式聯(lián)軸器）,2.十字滑

4、塊聯(lián)軸器,結構：兩個端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器，兩端各具有凸榫的中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽中，構成移動副。,優(yōu)缺點：結構簡單、制造容易?；瑝K因偏心產(chǎn)生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。,適用范圍：徑向偏移y較大,T大,無沖擊,低速傳動的兩軸聯(lián)接， 30, y0.04d，n300 r/min,工作原理：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內滑動,二. 無彈性元件撓性聯(lián)軸器（剛性可移式聯(lián)軸器）,設計：潘存云,作用：用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。,應用：廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統(tǒng)中。,單萬向聯(lián)軸器,3.萬向聯(lián)軸器,組成：兩

5、個叉形接頭、 中間十字軸 、軸銷(在十字軸里) 兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈與中間的“十字形”構件相聯(lián)，“十字形”構件的中心位于兩軸交點處，軸間角為 =045,（1）單萬向聯(lián)軸器的結構特點：,特點： 允許兩軸間有較大的角偏移,max=3545(但)； 運轉中變化也能工作，但瞬時傳動比變化，且12； 徑向尺寸小。,缺點: 當主動軸角速度1為常數(shù)時，從動軸的角速度2在一定范圍內(1cos2 1/cos)變化，引起附加動載荷。 常將萬向聯(lián)軸器成對使用雙萬向聯(lián)軸器,（2）雙萬向聯(lián)軸器,將兩個單萬向聯(lián)軸器串聯(lián)使用，構成雙萬向聯(lián)軸器。,為使2=1，安裝要求,主動、從動、中間三軸共面；,主動軸、從動

6、軸的軸線與中間軸 的軸線之間的夾角應相等； 中間軸兩端的叉面應在同一平面內。,這時,中間軸轉速仍不均勻,但因慣性不大,產(chǎn)生的動載荷也不大。,(3) 小型雙萬向聯(lián)軸器 結構如圖所示，通常采用合金鋼制造。,部分動畫引自： 機械設計基礎，王春香等，地震出版社，2003 機械設計基礎CAI電子教案，潘存云等，高等教育出版社，2003,4.齒式聯(lián)軸器,組成：它由兩個帶有內齒及凸緣的外殼和兩個帶有外齒的半聯(lián)軸器組成。兩個外殼用螺栓連接，兩個內套筒分別用鍵與兩軸連接，依靠內、外齒相互嚙合傳遞轉矩。 特點：齒形為漸開線,20,一般Z=3080； 外齒齒頂制成橢球面,且與內齒嚙合后有適當?shù)捻斚逗蛡认?，所以有良?/p>

7、的綜合位移補償能力。 外殼內貯油，以便潤滑嚙合齒輪； 因嚙合傳動，傳遞轉矩大；,安裝精度要求不高，但結構復雜，制造困難，成本高，主要用于起重機、軋鋼機等重型機械中。,齒式聯(lián)軸器,5.滾子鏈聯(lián)軸器,結構：一條公用的雙排鏈與兩個齒數(shù)相同的并列鏈輪相嚙合，來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的連接。為改善潤滑并防止污染，一般將聯(lián)軸器密封在罩殼內。 特點：結構簡單，尺寸緊湊，質量小，裝拆方便，具有一定的位移補償能力（徑向位移，小的角位移）。不宜用于逆向傳動、頻繁起動、高速傳動及強烈沖擊的工作場合。,以上各種聯(lián)軸器的共同特點： 1）剛性零件，缺乏緩沖吸振能力； 2）有相對滑動的零件 磨損間隙，當載荷、速度變化時，引起沖擊；

8、 3）零件間的摩擦阻力隨載荷的增加而增加，當阻力達到一定程度時，零件移動困難附加動載荷。 要求這類聯(lián)軸器摩擦表面硬度高，且需潤滑以減少摩擦阻力。,三. 金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器,主要特點：補償兩軸偏移，偏斜，緩沖、吸振，減小軸的扭轉振動。 應用：頻繁啟動、變載、常正反轉動，兩軸不能嚴格對中的場合。 常用的有：蛇形彈簧聯(lián)軸器 ，簧片聯(lián)軸器。,特性：聯(lián)軸器受T后，被聯(lián)接兩軸將因彈性元件的變形而產(chǎn)生相應的扭轉角。 定剛度與T成正比關系的彈性元件為定剛度， 變剛度與T不成正比的為變剛度。 金屬材料的彈性元件由于其結構不同，可有變剛度的與定剛度的兩種。,1. 彈性套柱銷聯(lián)軸器,四.非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器

9、,結構特點：外觀與凸緣聯(lián)軸器相似，用帶橡膠彈性套的柱銷聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器。結構簡單，成本低，允許綜合偏移,非金屬材料的彈性元件都是變剛度的,常用非金屬材料的剛度多隨載荷的增大而增大，故緩沖性好，特別適用于工作載荷有較大變化的機器。,注：為補償較大的軸向位移,安裝時要留出間隙；設計時要留出距離A，以便更換橡膠圈時不必拆開兩軸,且緩沖、吸振。,應用：啟動頻繁,變載下工作的軸聯(lián)接；工作溫度t=-2050； 圓周速度Vmax30m/s；確保無油和其它有害于橡膠的介質。,材料：半聯(lián)軸器HT200,ZG270-500,或35鋼 柱銷35鋼，正火處理 彈性套天然橡膠或合成橡膠,2. 彈性柱銷聯(lián)軸器,結構：用尼

10、龍制成的柱銷置于兩個半聯(lián)軸器凸緣的孔中,兩側加擋板（以防柱銷滑出） 。,特點：結構簡單,制造容易,維護方便,傳遞T大,能補償較大的軸向位移，并允許微量的徑向位移和角位移。緩和沖擊、吸收振動,但對溫度敏感,不宜用于高溫。,應用：適用于正反向變化多，啟動 頻繁的高速軸。代替彈性套柱銷聯(lián)軸器，傳遞大的T。,允許偏移量：y0.150.25mm, =30 工作溫度： t= -2060 n8000 r/min,3. 梅花形彈性聯(lián)軸器,特點：結構簡單，價格低，有良好的補償位移和減振能力。 允許偏移量：y0.51.8mm, x1.25mm, =12 允許外緣速度：鑄鐵V=3050m/s；鑄鋼V=60m/s;

11、鍛鋼V=100120m/s 。,組成：將梅花形彈性元件置于兩半聯(lián)軸器的凸爪之間,工作時彈性件受擠壓并傳遞轉矩。 彈性元件材料：丁腈橡膠，聚氨脂，尼龍等。,4. 輪胎式聯(lián)軸器,組成：輪胎狀彈性元件 、加緊板 、兩半聯(lián)軸器 、螺釘 特點：富有彈性，消振能力強，扭轉剛度小，但徑向尺寸較大，過載時產(chǎn)生附加軸向載荷。 允許偏移量：y0.01D, x0.02D, =512 (D為輪胎外徑) 應用：起動頻繁，正反轉向，nmax=5000r/min，沖擊大的兩軸聯(lián)接。,聯(lián)軸器大都已經(jīng)標準化了，可直接選用,選聯(lián)軸器或離合器的類型,轉矩 轉速 軸徑,確定型號與規(guī)格,根據(jù)工作條件,第三節(jié) 聯(lián)軸器的選擇,1.類型選擇：根據(jù)機器工作條件、特點、位移量、工作溫度 等，結合各類聯(lián)軸器的性能選擇。 選用原則：低速，剛性大的短軸剛性固定式聯(lián)軸器 轉速低，剛性小的長軸剛性可移式聯(lián)軸器 轉矩較大的重型機械齒輪聯(lián)軸 中高轉速，有振動的軸彈性聯(lián)軸器 軸線相交的兩軸萬向聯(lián)軸器 有安全保護要求時安全聯(lián)軸器,左圖為輸入轉矩，右圖為輸出轉矩 曲線a 通過剛性聯(lián)軸器，無彈性元件撓性聯(lián)軸器后的情況 曲線b通過具有緩沖作用的彈性聯(lián)軸器后的情況 曲線c通過具有緩沖及減振作用的彈性聯(lián)軸器后的情況,選用原則：,剛性聯(lián)軸器 用于載荷平穩(wěn)，轉速穩(wěn)定，