1、第十四章 聯(lián)軸器和離合器,14-1 聯(lián)軸器的種類和特性,14-5 特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器 及離合器,14-2 聯(lián)軸器的選擇,14-3 離合器,14-4 安全聯(lián)軸器及安全離合器,本章學(xué)習(xí)的基本要求： 1）了解聯(lián)軸器和離合器的功用； 2）了解常用聯(lián)軸器和離合器的工作原理。 對于多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器、離合器，只需要根據(jù)它們的工作條件合理選擇適用的類型，必要時對其中的主要零件進(jìn)行強度驗算。 聯(lián)軸器、離合器的類型較多，同一類型各種型式的工作原理基本相同。因此，在學(xué)習(xí)本章過程中，要時刻注意共同性與特殊性的關(guān)系。,作用： 主要用于將兩根軸聯(lián)接在一起，使它們一起旋轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩，有時也可用作安全裝置。,

2、 離合器-在機器運轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時接合 或分離。, 聯(lián)軸器-機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離，只有在機器 停車時才可將兩軸分離；,分類：, 安全聯(lián)軸器與離合器-, 特殊功用的聯(lián)軸器與離合器-,機器工作時，若轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定值，即可自行斷開或打滑，以保證機器中的主要零件不因過載而損壞。,用于某些特殊要求處，如：在一定的回轉(zhuǎn)方向或達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，聯(lián)軸器或離合器即可自動接合或分離等。,一、 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸的相對位移,兩軸線的相對位移: 軸向、徑向、角度、綜合。,14-1 聯(lián)軸器的種類和特性,二、 聯(lián)軸器的分類,無彈性元件聯(lián)軸器,剛性聯(lián)軸器,聯(lián)軸器,套筒聯(lián)軸器,凸緣聯(lián)軸器,夾殼聯(lián)軸器,齒式聯(lián)軸器,十字滑塊聯(lián)軸

3、器,撓性聯(lián)軸器,有彈性元件聯(lián)軸器,滑塊聯(lián)軸器,萬向聯(lián)軸器,滾子鏈聯(lián)軸器,彈性套柱銷聯(lián)軸器,彈性柱銷聯(lián)軸器,梅花形彈性聯(lián)軸器,輪胎式聯(lián)軸器,膜片聯(lián)軸器,（一） 剛性聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：用一個套筒通過鍵將兩軸聯(lián)接在一起。用緊定 螺釘來實現(xiàn)軸向固定。,套筒聯(lián)軸器,型式：,半圓鍵,普通平鍵,特點：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、 傳遞扭矩較大，但不 能緩沖減振 。,應(yīng)用：用于載荷較平穩(wěn)的 兩軸聯(lián)接 。,1、套筒聯(lián)軸器,應(yīng)用：用于低速傳動軸，常用于垂直傳動軸的聯(lián)接。,2、夾殼聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：將套筒做成剖分夾殼結(jié)構(gòu)，通過擰緊螺栓產(chǎn)生的預(yù)緊力使兩夾殼與軸聯(lián)接，并依靠鍵以及夾殼與軸表面之間的摩擦力來傳遞扭矩。有一個剖分式對中環(huán)。

4、,特點：無需沿軸向移動即可方便裝拆，但不能聯(lián)接直徑不同的兩軸，外形復(fù)雜且不易平衡，高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生離心力 。,3、凸緣聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：把兩個帶有凸緣半聯(lián)軸器用鍵分別與軸相聯(lián)，然后用螺栓將兩個半聯(lián)軸器聯(lián)成一體。,普通凸緣聯(lián)軸器,型式：,有對中榫的凸緣聯(lián)軸器,普通凸緣聯(lián)軸器,-靠鉸制孔螺栓對中,-靠榫頭對中,對中榫,絞制孔螺栓,3、凸緣聯(lián)軸器,(二) 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器,14-1 聯(lián)軸器的種類和特性,因具有撓性，故可補償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。,1、十字滑塊聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：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(gòu)成移動副。

5、,工作原理：當(dāng)兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動。,適用范圍：n250 r/min，軸的剛性較大，且無劇烈沖擊處。,2、滑塊聯(lián)軸器,應(yīng)用：適用于小功率，高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊的場合。,結(jié)構(gòu)：與十字滑塊聯(lián)軸器相似，只是溝槽很寬，中間為不帶凸牙的方形滑塊，其材料為夾布膠木。,工作特點：由于中間滑塊質(zhì)量小，且有彈性，故允許較高的極限轉(zhuǎn)速。,3、十字軸式萬向聯(lián)軸器,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。共軸、 有夾角,應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于汽車、機床等機械傳動系統(tǒng)中。,單萬向聯(lián)軸器,當(dāng)1為常數(shù)時，2將在一定范圍內(nèi)變化，因而在傳動中將產(chǎn)生附加動載荷。,小型雙萬

6、向聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)如圖所示，通常采用合金鋼制造。,4、齒式聯(lián)軸器,功用：能補償軸不對中和偏斜。,結(jié)構(gòu)： 由兩個有內(nèi)齒的外殼和兩個有外齒的內(nèi)套筒組成。外齒做成球形齒頂?shù)难凝X。套筒與軸用鍵聯(lián)接，兩外殼用螺栓聯(lián)接。兩端密封，空腔內(nèi)儲存潤滑油。,優(yōu)點：傳遞扭矩大、能補償綜合位移。,缺點：結(jié)構(gòu)笨重、造價高。,應(yīng)用：用于重型傳動。,4、齒式聯(lián)軸器,5、滾子鏈聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：利用一條公用的雙排鏈條同時與兩個齒數(shù)相同的并列鏈 輪嚙合來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接。,特點：結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、質(zhì)量小、裝拆方便、維修容易、 成本低廉有一定的補償性能和緩沖性能。,缺點：因鏈條的套筒與鏈輪間存在間隙，不適于逆向傳動和啟動頻繁或立

7、式軸傳動。同時受離心力的影響不適于高速傳動。,(三) 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器,因裝有彈性元件，不僅可補償兩軸間的相對位移，且具有緩沖減振的能力。,它是依靠彈性元件的彈性變形來補償兩軸間的相對位移。,14-1 聯(lián)軸器的種類和特性,1、彈性套柱銷聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)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。,圓柱孔,圓錐孔,特點：,制造容易，裝拆方便，成本較低。但彈性套易磨損，壽命較短。,適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn)、需要正反轉(zhuǎn)或起動頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸。,14-1 聯(lián)軸器的種類和特性,2、彈性柱銷聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯(lián)軸器凸緣的 孔中。,適用范圍：-20t70,特點：

8、動力通過彈性元件傳遞， 緩和沖擊、吸收振動。,傳遞轉(zhuǎn)矩的能力比前者大，結(jié)構(gòu)更簡單，安裝、更換柱銷方便、耐久性好。,3、輪胎式彈性聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：中間為橡膠制成的輪胎環(huán)，用止退墊板與半聯(lián) 軸器聯(lián)接。,特點：結(jié)構(gòu)簡單、易于變形。 允許較大的綜合位移。,應(yīng)用： 適用于啟動頻繁、正反向運轉(zhuǎn)、有沖擊振動、有較大軸向位移、潮濕多塵的場合。,4、梅花形彈性聯(lián)軸器,工作溫度：-35 +80 ,傳遞扭矩：T=1625000 N.M,結(jié)構(gòu)：半聯(lián)軸器中間的彈性元件形狀似梅花，故得名。選用不 同硬度的聚胺酯橡膠，鑄形尼龍等材料制造。,5、膜片聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：彈性元件為多個環(huán)形金屬薄片疊合而成的膜片組，膜片圓周上有若干個螺

9、栓孔。用鉸制孔螺栓交錯間隔與半聯(lián)軸器聯(lián)接。,特點：結(jié)構(gòu)簡單、彈性元件的聯(lián)接沒有間隙，不需潤滑，維護(hù) 方便、質(zhì)量小、對環(huán)境的適應(yīng)性強。但扭轉(zhuǎn)彈性較低， 減振性能差。,應(yīng)用：主要用于載荷平穩(wěn)的高速傳動。如直升機尾翼軸。,大多數(shù)聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，一般機械設(shè)計者的任務(wù)是選用聯(lián)軸器，不需要設(shè)計。,（一）聯(lián)軸器類型的選擇原則,轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、軸徑、相對位移、工作環(huán)境、成本等,14-2 聯(lián)軸器的選擇,（二）計算聯(lián)軸器的扭矩,計算轉(zhuǎn)矩：,Tca= KAT,式中：KA-工作情況系數(shù)，見表14-1；,（三） 確定聯(lián)軸器的型號,選型依據(jù)： Tca T ， 由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定型號；,14-2 聯(lián)軸器的選擇,14-2

10、聯(lián)軸器的選擇,選擇聯(lián)軸器的類型,聯(lián)軸器的選擇流程 ：,14-3 離合器,分類,一、離合器的分類,按其工作原理分,機械離合器 電磁離合器 液壓離合器 氣壓離合器,超越離合器 離心離合器 安全離合器,嵌入式,摩擦式,按離合控制方法分,操縱式,自動式,按操縱方式分,二、對離合器的基本要求, 接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底；, 外形尺寸小，重量輕，工作安全，效率高；, 接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱能力好；, 操縱方便省力，調(diào)整維修方便。,14-3 離合器,1. 牙嵌式離合器,結(jié)構(gòu)：由端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環(huán)組成。,固定套筒,活動套筒,滑環(huán),對中環(huán),工作原理： 利用操縱桿移動滑環(huán)，實現(xiàn)兩套筒

11、的接合與分離。,三、常用離合器簡介,牙型,三角形,梯 形,鋸齒形,-傳遞中小轉(zhuǎn)矩、牙數(shù)為1660,梯形牙可以補償磨損后的牙側(cè)間隙。,鋸齒形只能單向工作。反轉(zhuǎn)時具有較大的軸向分力，會迫使離合器自行分離。,制造要求：各牙應(yīng)精確等分，以使載荷均勻分布。,2. 單片式圓盤摩擦離合器,摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf,結(jié)構(gòu)：由固定圓盤1、活動圓盤2、滑環(huán)組成。,工作原理：移動滑環(huán)，可實現(xiàn)兩圓盤的接合與分離，靠 摩擦力帶動從動軸轉(zhuǎn)動。,2.過載時打滑，起保護(hù)作用；,3.結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動小。,優(yōu)點： 1.在任何轉(zhuǎn)速條件下兩軸都可以進(jìn)行接合；,缺點：接合、分離過程中要產(chǎn)生滑動摩擦，引起磨損和發(fā)熱。,工

12、作原理： 移動滑環(huán)，通過杠桿作用，壓緊或放松磨擦片，來實現(xiàn)兩軸的接合與分離。,3. 多片式圓盤摩擦離合器,結(jié)構(gòu)特點： 多個摩擦片疊加在一起,離合器的操縱方式,機械力,電磁力,氣動力,液壓力,4. 電磁摩擦離合器,結(jié)構(gòu)：其結(jié)構(gòu)特點與機械式多片摩擦離合器一樣。,優(yōu)點：采用電磁力進(jìn)行控制，因此控制靈活，容易實 現(xiàn)自動化。,14-3 離合器,14-4 安全聯(lián)軸器及安全離合器,作用： 當(dāng)工作轉(zhuǎn)矩超過機器允許的極限轉(zhuǎn)矩時，聯(lián)接件將發(fā)生折斷、脫開或打滑，從而使從動軸自動停止轉(zhuǎn)動，以保護(hù)機器中的重要零件不致?lián)p壞。,安全聯(lián)軸器-斷開聯(lián)接后不能自動恢復(fù)工作能力，用 于很少過載處.,安全離合器-斷開聯(lián)接后能夠自動恢復(fù)工作能力，用 于經(jīng)常過載處.,14-4 安全聯(lián)軸器及安全離合器,一、剪切銷安全聯(lián)軸器,雙剪式,單剪式,分單剪和雙剪兩種類型。,結(jié)構(gòu)： 類似于凸緣聯(lián)軸器，但不用螺釘，而用鋼制銷釘聯(lián)接。銷釘裝入經(jīng)過淬火的兩個套管中，過載時被剪斷。,潘存云教授研制,二、滾珠安全離合器,過載時，彈簧被壓縮，從動盤右移，主動齒輪空轉(zhuǎn)，從動軸即停止轉(zhuǎn)動。,彈簧壓力的大小可用螺母來調(diào)節(jié)。,當(dāng)載荷恢復(fù)正常時，重新傳遞轉(zhuǎn)矩。,當(dāng)外環(huán)反向轉(zhuǎn)動時，則帶動滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置，離合器處于分離狀態(tài)。,結(jié)構(gòu)：由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧推桿等零件組成。,工