聯(lián)軸器與離合器教案教材

1、 第十一章 聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器和離合器是機(jī)械傳動(dòng)中的常用部件，常用于機(jī)床，汽車，起重機(jī)等各種工程機(jī)械行業(yè)。聯(lián)軸器用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件如圖11-1所示。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。離合器是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件，它擔(dān)負(fù)著將動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行切斷與連接的工作如圖11-2所示。1981年法國(guó)人制成摩擦片式離合器，摩擦離合器是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類離合器隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，聯(lián)軸器和離合器的類型越來(lái)越多，

2、應(yīng)了解各型號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)合并解決其選型等問題，以提高聯(lián)軸器和離合器的工作能力，改善的聯(lián)軸器和奔合器傳動(dòng)質(zhì)量。圖11-1 聯(lián)軸器 圖11-2離合器本章知識(shí)要點(diǎn)(1)   了解聯(lián)軸器的功用與分類特點(diǎn)。 (2)   熟悉聯(lián)軸器的選用方法，掌握聯(lián)軸器選型計(jì)算步驟。 (3)   了解離合器的功用與分類，熟悉摩擦式片離合器的工作原理。興趣實(shí)踐以汽車離合器為例，研究不同汽車上所選用的離合器類型有何不同，并對(duì)離合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆裝，掌握其結(jié)構(gòu)上的異同和特殊性，注意觀察離合器制動(dòng)的關(guān)鍵構(gòu)件。探索思考根據(jù)工作環(huán)境和傳動(dòng)力矩的不同，應(yīng)該怎樣選擇合

3、適類型的聯(lián)軸器？預(yù)習(xí)準(zhǔn)備 本章講學(xué)習(xí)聯(lián)軸器和離合器的分類，工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)合。著重預(yù)習(xí)聯(lián)軸器的選型步驟和選型計(jì)算方法，并且了解聯(lián)軸器和離合器的異同點(diǎn)。11.1 聯(lián)軸器11.1.1聯(lián)軸器的功用和分類一般機(jī)械都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)組成，這三部分必須聯(lián)接起來(lái)才能工作，而聯(lián)軸器就是把它們聯(lián)接起來(lái)的一種重要裝置。聯(lián)軸器主要用于兩軸之間的聯(lián)接，它也可用于軸和其它零件（卷筒、齒輪、帶輪等）之間的聯(lián)接。它的主要任務(wù)是傳遞扭矩。若要使兩軸分離，必須通過停車拆卸才能實(shí)現(xiàn) 。聯(lián)軸器所要聯(lián)接的軸之間，由于存在制造、安裝誤差，受載受熱后的變形以及傳動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)等因素，往往存在著軸向、徑向或偏角

4、等相對(duì)位置的偏移,如圖11-3所示。故聯(lián)軸器除了傳動(dòng)外，還要有一定的位置補(bǔ)償和吸振緩沖的功用。根據(jù)聯(lián)軸器有無(wú)彈性元件可分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類，即剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器又根據(jù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為固定式和可移動(dòng)式兩類，固定式聯(lián)軸器要求被聯(lián)接的兩軸中心線嚴(yán)格對(duì)中。而可移動(dòng)式聯(lián)軸器允許兩軸有一定的安裝誤差，對(duì)兩軸的位移有一定的補(bǔ)償能力。彈性聯(lián)軸器視其所具有彈性元件材料的不同，又可以分為金屬?gòu)椈墒胶头墙饘購(gòu)椥栽絻深悺椥月?lián)軸器不僅能在一定范圍內(nèi)補(bǔ)償兩軸線間的位移，還具有緩沖減振的作用。在剛性聯(lián)軸器中，又存在固定式和移動(dòng)式的區(qū)別 。 圖11-3 兩軸之間的相對(duì)位移11.1.2. 固定式

5、剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器無(wú)位移補(bǔ)償能力，用在被連接兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中及工作中無(wú)相對(duì)位移之處。剛性聯(lián)軸器中應(yīng)用較多的是套筒式、夾殼式、凸緣式等幾種類型，而凸緣聯(lián)軸器是應(yīng)用最多的一種。1、套筒式聯(lián)軸器 這是一類最簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器，如圖11-4所示。這種聯(lián)軸器是一個(gè)圓柱型套筒，用兩個(gè)圓錐銷鍵或螺釘與軸相聯(lián)接并傳遞扭矩。此種聯(lián)軸器沒有標(biāo)準(zhǔn)，需要自行設(shè)計(jì)，例如機(jī)床上就經(jīng)常采用這種聯(lián)軸器。圖11-4套筒式聯(lián)軸器2、凸緣式聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器種使用最多的就是凸緣式聯(lián)軸器。它由兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器組成，兩個(gè)半聯(lián)軸器通過鍵分別與兩軸相聯(lián)接，并用螺栓將兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)成一體，如圖11-5所示。按對(duì)中方式分為

6、型和型：型用凸肩和凹槽（D1）對(duì)中，并用普通螺栓聯(lián)接，工作時(shí)靠?jī)砂肼?lián)軸器接觸面間的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，裝拆時(shí)需要作軸向移動(dòng)。型用鉸制孔螺栓對(duì)中，螺栓與孔為略有過盈的緊配合，工作時(shí)靠螺栓受剪與擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。裝拆時(shí)不需要作軸向移動(dòng)，但要配鉸螺栓孔。對(duì)于受中等載荷，圓周速度小于35m/s時(shí)，凸緣聯(lián)軸器的材料可以使用HT200等灰鑄鐵。重載或圓周速度大于30m/s時(shí)可以采用35、45鑄鋼或鍛鋼。特點(diǎn)：凸緣式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，使用方便，能傳遞較大的轉(zhuǎn)距，但要求被聯(lián)接的兩軸必須安裝準(zhǔn)確。適用范圍：它適用于工作平穩(wěn)、剛性好和速度較低的場(chǎng)合。凸緣聯(lián)軸器的尺寸可以按照標(biāo)準(zhǔn)GB5843-86選用。(a) 型

7、 (b) 型圖11-5凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼。該聯(lián)軸器對(duì)兩軸的對(duì)中性要求很高.其特點(diǎn)是特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。適用于工作平穩(wěn)、剛性好和速度較低的場(chǎng)合。11.1.3撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的 能力，最大量隨型號(hào)不同而異。凡被聯(lián)兩軸的同軸度不易保證的場(chǎng)合，都應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。常用的撓性聯(lián)軸器可分為：無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器，有彈性元件的撓性聯(lián)軸器。 1、無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器1）十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)具有較寬凹槽的半聯(lián)軸器和一個(gè)中間滑塊組成，半聯(lián)軸器與中間滑塊之間可相對(duì)滑動(dòng)，能補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移和偏斜。這種聯(lián)

8、軸器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，慣性力小，又具有彈性，適用于傳遞轉(zhuǎn)矩不大、轉(zhuǎn)速較低、無(wú)急劇沖擊的兩軸連接。如圖11-5所示。這種聯(lián)軸器零件的材料可用45號(hào)鋼，工作表面須進(jìn)行熱處理，以提高其硬度；要求較低時(shí)也可用Q275鋼，不進(jìn)行熱處理。為了減少摩擦及磨損，使用時(shí)應(yīng)從中間盤的油孔中注油進(jìn)行潤(rùn)滑。因?yàn)榘肼?lián)軸器與中間盤組成移動(dòng)副，不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。故主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的角速度應(yīng)相等。在兩軸間有相對(duì)位移的情況下工作時(shí)，中間盤會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動(dòng)載荷及磨損。因此選用時(shí)應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速n<250r/min，軸的剛度較大，且無(wú)劇烈沖擊處。效率1-(35)fy/

9、d，這里f為摩擦系數(shù)，一般取為0.120.25；y為兩軸間徑向位移量，mm；d為軸徑，mm。 圖11-5十字滑塊聯(lián)軸器  圖11-6 滑塊聯(lián)軸器 2)滑塊聯(lián)軸器 如圖11-6所示，這種聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器相似，只是兩半聯(lián)軸器上的溝槽很寬，并把原來(lái)的中間盤改為兩面不帶凸牙的方形滑塊，且通常用夾布膠木制成。由于中間滑塊的質(zhì)量減小，又具有彈性，故允許較高的極限轉(zhuǎn)速。中間滑塊也可用尼龍制成，并在配制時(shí)加入少量的石墨或二硫化鉬，以便在使用時(shí)可以自行潤(rùn)滑。這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無(wú)劇烈沖擊處。3）齒輪聯(lián)軸器它由帶有外齒的兩個(gè)內(nèi)套筒和帶有內(nèi)齒的兩個(gè)外套筒所組成。齒式聯(lián)

10、軸器的優(yōu)點(diǎn)是：具有良好的補(bǔ)償性，允許有綜合的位移，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。因此常用于重型機(jī)械中。但是，當(dāng)傳遞巨大轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒間的壓力也隨著增大，使聯(lián)軸器的靈活性降低，而且其結(jié)構(gòu)笨重、造價(jià)較高。在重型機(jī)器和起重設(shè)備中應(yīng)用較廣，不適用于立軸。如圖11-7所示。 圖11-7齒輪聯(lián)軸器  圖11-8 萬(wàn)向聯(lián)軸器 （3）萬(wàn)向聯(lián)軸器 萬(wàn)向聯(lián)軸器用于兩軸相交某一角度的傳動(dòng)，兩軸的角度偏斜可達(dá)350450。萬(wàn)向聯(lián)軸器由兩個(gè)具有叉狀端部的萬(wàn)向接頭和十字銷組成。這種聯(lián)軸器有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)主動(dòng)軸作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸作變角速轉(zhuǎn)動(dòng)。如果要是它們的角速度相等。則可應(yīng)用兩套萬(wàn)向聯(lián)軸器，使主動(dòng)軸與從動(dòng)輪同步傳動(dòng)

11、。若兩軸線不重合，即使主動(dòng)軸等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而從動(dòng)軸仍將為周期性的變速轉(zhuǎn)動(dòng)。雙萬(wàn)向聯(lián)器可避免這一缺點(diǎn)。萬(wàn)向聯(lián)軸器能可靠的傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，可用于相交軸間的聯(lián)接，或有較大角位移的場(chǎng)合。如圖11-8所示。   2、有彈性元件的撓性聯(lián)軸器  如前所述，這類聯(lián)軸器因裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲(chǔ)蓄的能量愈多，則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強(qiáng)；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時(shí)零件間的摩擦功愈大、則聯(lián)軸器的減振能力愈好。這類聯(lián)軸器目前應(yīng)用很廣，品種亦愈來(lái)愈多。制造彈性元件的材料有非金屬和金屬兩種。非金屬有橡膠、塑料等，其特

12、點(diǎn)為質(zhì)量小，價(jià)格便宜，有良好的彈性滯后性能，因而減振能力強(qiáng)。金屬材料制成的彈性元件(主要為各種彈簧)則強(qiáng)度高、尺寸小而壽命較長(zhǎng)。1）彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器與凸緣聯(lián)軸器相似，只是用帶有非金屬（如橡膠）彈性套的柱銷取代螺栓。如圖11-9所示?？繌椥蕴椎膹椥詠?lái)緩沖減震和補(bǔ)償兩軸偏移，適于起動(dòng)頻繁、載荷變化，但載荷不太大的場(chǎng)合。2）尼龍柱銷聯(lián)軸器尼龍柱銷聯(lián)軸器可以看成為彈性圈柱銷聯(lián)軸器簡(jiǎn)化而成。即采用尼龍柱銷代替彈性圈和金屬柱銷。如圖11-10所示。為了防止柱銷滑出，在柱銷兩端配置擋圈 。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、制造方便，耐久性好，也有吸振和補(bǔ)償軸向位移的能力。常用于軸向竄動(dòng)量較大，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，起

13、動(dòng)頻繁，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，可代替彈性圈柱銷聯(lián)軸器。 圖11-9彈性套柱銷聯(lián)軸器   圖11-10尼龍柱銷聯(lián)軸器11.1.4聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多，在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎(chǔ)上，根據(jù)傳動(dòng)的需要來(lái)選擇聯(lián)軸器，首先從已經(jīng)制訂為標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器中選擇，目前我過制訂為國(guó)際和行標(biāo)的聯(lián)軸器有數(shù)十種，這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器，每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適合范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設(shè)計(jì)人員無(wú)需自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器，只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器不能滿足需要時(shí)才自行設(shè)計(jì)聯(lián)軸器。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器選購(gòu)方便，價(jià)格比自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器

14、中，正確選擇適合自己需要的最佳聯(lián)軸器，關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)的工作性能、可靠性、使用壽命、振動(dòng)、噪聲、節(jié)能、傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、經(jīng)濟(jì)性等一系列問題，也關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在選用聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)立足于從軸系傳動(dòng)的角度和需要來(lái)選擇聯(lián)軸器，應(yīng)避免單純的只考慮主、從動(dòng)端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。必要時(shí)，可對(duì)其易損的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行負(fù)荷能力的校核計(jì)算，轉(zhuǎn)速高時(shí)，還應(yīng)驗(yàn)算其外緣的離心應(yīng)力和彈性元件的變形，進(jìn)行平衡檢驗(yàn)等。1、 聯(lián)軸器類型的選擇選擇聯(lián)軸器類型時(shí)，應(yīng)考慮：（一） 動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性 動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)之間，通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端聯(lián)接起來(lái)，形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中，動(dòng)力機(jī)不外

15、乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和氣輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和機(jī)構(gòu)不同，其機(jī)械特性差別較大，有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性，將動(dòng)力機(jī)分為四類。見表11-1。 表11-1動(dòng)力機(jī)系數(shù)Kw動(dòng)力機(jī)類別代號(hào)動(dòng)力機(jī)名稱動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw動(dòng)力機(jī)類別代號(hào)動(dòng)力機(jī)名稱動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw電動(dòng)機(jī)、透平1.0二缸內(nèi)燃機(jī)1.4四缸及四缸以上內(nèi)燃機(jī)1.2單缸內(nèi)燃機(jī)1.6動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有一定的影響，不同類別的動(dòng)力機(jī)，由于其機(jī)械特性不同，應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw ，選擇適合于該系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素，動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之

16、一，與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。固定的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力機(jī)大都是電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)（例如船舶、各種車輛等）中的動(dòng)力機(jī)多為內(nèi)燃機(jī)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)為缸數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)時(shí)，必須考慮扭振對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響，這種影響因素與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)、各缸是否正常工作有關(guān)。此時(shí)一般應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器，以調(diào)整軸系固有頻率，降低扭振振幅，從而減振、緩沖、保護(hù)傳動(dòng)裝置部件，改善對(duì)中性能，提高輸出功率的穩(wěn)定性。 （二） 載荷類別 由于結(jié)構(gòu)和材料不同，用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)軸器，其載荷能力差異很大。載荷類別主要是針對(duì)工作機(jī)的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng)等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計(jì)算，將傳動(dòng)系統(tǒng)的載

17、荷分為四類，見表 11-2。 表 11-2 載荷類別 載荷類別載荷狀況工況系數(shù) K載荷類別載荷狀況工況系數(shù) K載荷均勻，工作平穩(wěn)11.5重沖擊載荷，頻繁正反轉(zhuǎn)2.52.75中等沖擊載荷1.52.5特重沖擊載荷，頻繁正反轉(zhuǎn)>2.75 傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩變化較大的工作載荷，應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器，以緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移，改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍，是超載工作，必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命，聯(lián)軸器只允許短時(shí)超載，一般短時(shí)超載不得超過公稱轉(zhuǎn)矩的 23 倍，即 Tma

18、x 23Tn 。 低速工況應(yīng)避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器，例如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器、多角形橡膠聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器等；需要控制過載安全保護(hù)的軸系，宜選用安全聯(lián)軸器；載荷變化較大的并有沖擊、振動(dòng)的軸系，宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器承載能力高于非金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器；彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。 （三） 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和最大外緣尺寸，經(jīng)過計(jì)算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速的范圍不相同，改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍，材

19、料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)速。用于 n>5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器，應(yīng)考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素，并應(yīng)作動(dòng)平衡。高速時(shí)不應(yīng)選用非金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器，高速時(shí)形成彈性元件變形，宜選用高精度的撓性聯(lián)軸器，目前國(guó)外用于高速的聯(lián)軸器不外乎膜片聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器。（四）聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對(duì)位移 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化（熱脹、冷縮）、部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生相對(duì)位移。一般情況下，兩軸相對(duì)位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動(dòng)所產(chǎn)生的位移方向，即軸向（ x ）、徑向

20、（ y ）、角向（）以及位移量的大小有所不同。如表11-3所示。 表 11-3 撓性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器許用補(bǔ)償量 序號(hào)聯(lián)軸器名稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào)許用補(bǔ)償量徑向（ y）/mm軸向（ x）/mm角向（）1滾子鏈條聯(lián)軸器GB/T6069 - 850.190.271.49.51o2SWC 型整體叉頭十字軸式JB/T5513 - 8515o 25o3SWP 型剖分軸承十字軸式JB/T3241 - 915o 10o4SWZ 型整體軸承十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器JB/T3242 - 93 10o5十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器JB/T5901 - 91 45o6球籠式萬(wàn)向聯(lián)軸器GB/T7549 - 8714 o 18o7重型機(jī)械用球籠式

21、萬(wàn)向聯(lián)軸器JB/T6140 - 92 25o8球鉸式萬(wàn)向聯(lián)軸器JB/T6139 - 92 40 o9TGL 型鼓形齒式聯(lián)軸器JB/T5514 - 910.31.1± 11o10WGC 、 WGP 、 WGZ 型鼓形齒式聯(lián)軸器7001 - 93 JB/T 7002 - 937003 - 931.310.81o30 11GCLD 型鼓形齒式聯(lián)軸器JB/T8854.1 - 19991o30 12GCL 型鼓形齒式聯(lián)軸器JB/T8854.2 - 19991.9621.71o30 13GCLZ 型鼓形齒式聯(lián)軸器JB/T8854.3 - 19991.08.51o30 14CL 型鼓形齒式聯(lián)軸器J

22、B/ZQ4218 - 860.46.30o30 15膜片聯(lián)軸器JB/T9147 - 1999120o30 1o30 16蛇形彈簧聯(lián)軸器GB/T8869 - 20000.20.50o30 1o30 17簧片聯(lián)軸器GB/T12922 - 910.241.118撓性桿聯(lián)軸器GB/T14654 - 936X10 - 3 15X10 - 3 rad19彈性套柱銷聯(lián)軸器GB/T4323 - 840.20.60o30 1o30 20彈性柱銷聯(lián)軸器GB/T5014 - 850.150.25 0 o30 V21彈性柱銷齒式聯(lián)軸器GB/T5015 - 850.31.50 o30 2o30 22梅花型彈性聯(lián)軸器GB

23、/T5272 - 850.51.81o 2 o30 23輪胎式聯(lián)軸器GB/T5844 - 861.053.2 o24彈性環(huán)聯(lián)軸器GB/T2496 - 961.26.20o30 1 o30 25芯型彈性聯(lián)軸器GB/T10614 - 890.520o201o3026彈性塊聯(lián)軸器JB/T9148 - 19990.622o 5 o27多角形橡膠聯(lián)軸器JB/T5512 - 91121o 1o30 28H 形彈性聯(lián)軸器JB/T5511 - 910.520.35o1o29徑向彈性柱銷聯(lián)軸器JB/T7849 - 9510.35 o1o30LAK 型鞍形塊彈性聯(lián)軸器JB/T7648 - 952101 o1.5o

24、31球面滾子聯(lián)軸器JB/T7009 - 931.5 o32滑塊聯(lián)軸器JB/ZQ4384 - 97 0.2 0 o40 只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的性能，因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補(bǔ)償性能，應(yīng)用范圍受到限制，因此用量很少。角向（）唯一較大的軸系傳動(dòng)宜選用萬(wàn)向聯(lián)軸器，有軸向竄動(dòng)，并需控制軸向位移的軸系傳動(dòng)，應(yīng)選用膜片聯(lián)軸器；只有對(duì)中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器 。 （五） 聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度 小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的軸系傳動(dòng)，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度，宜選用金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩個(gè)傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng)，對(duì)傳動(dòng)精度亦有要求，高轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)避免選用非金屬?gòu)?/p>

25、性元件彈性聯(lián)軸器和可動(dòng)元件之間有間隙的撓性；聯(lián)軸器，宜選用傳動(dòng)精度高的膜片聯(lián)軸器。 （六） 聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護(hù) 聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。應(yīng)選擇裝拆方便、不用維護(hù)、維護(hù)周期長(zhǎng)或者維護(hù)方便、更換易損件不用移動(dòng)兩軸、對(duì)中間調(diào)整容易的聯(lián)軸器。大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對(duì)中較困難，應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器一般比非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器使用壽命長(zhǎng)。需密封潤(rùn)滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護(hù)工作量。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較高的場(chǎng)合，例如我國(guó)冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的高速端，目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器雖然理論上

26、傳遞轉(zhuǎn)矩大，但必須在潤(rùn)滑和密封良好的條件下才能耐久工作，且需經(jīng)常檢查密封狀況，注潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，維護(hù)工作量大，增加了輔助工時(shí)，減少了有效工作時(shí)間，影響生產(chǎn)效益。國(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，已普遍選用使用壽命長(zhǎng)、不用潤(rùn)滑和維護(hù)的膜片聯(lián)軸器取代鼓形齒式聯(lián)軸器，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，還可以凈化工作環(huán)境。在軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)選用我過研制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸器，不僅具有膜片聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)，而且緩沖減振效果好，價(jià)格便宜。 （七） 工作環(huán)境 聯(lián)軸器與各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套使用，周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜，如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、鹽水、輻射等狀況，是選擇聯(lián)軸器時(shí)必須考慮的重要因素之一。對(duì)

27、于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作環(huán)境，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，應(yīng)選擇金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。彈性柱銷式聯(lián)軸器由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)柱銷的竄動(dòng)，自身噪聲大，對(duì)于噪聲有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合就不應(yīng)選用。 （八） 經(jīng)濟(jì)性 由于各品種、型式、規(guī)格的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)、材料、大小和精度不同，其成本和造價(jià)相差很大。一般精度要求的聯(lián)軸器成本低于高精度要求的聯(lián)軸器；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好的聯(lián)軸器成本低于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性差的聯(lián)軸器；采用一般材料作原料的聯(lián)軸器成本低于采用特殊材料作原料的聯(lián)軸器；非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器的成本低于金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器。在選擇聯(lián)軸器時(shí)，價(jià)格是不可忽視的重

28、要因素，有時(shí)甚至是決定因素。對(duì)于一般工況條件，就無(wú)必要選擇價(jià)格較貴的高精度聯(lián)軸器，選用者往往因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的原因不能選用某些性能雖好但價(jià)格較高的撓性聯(lián)軸器。在選擇聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)根據(jù)選用各自實(shí)際情況和要求，綜合考慮上述各種因素，從現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中選取最適合于自己需要的聯(lián)軸器品種、型式和規(guī)格。一般情況下現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器基本可以滿足不同工況的需要。 2、聯(lián)軸器型號(hào)、尺寸的確定對(duì)于已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的聯(lián)軸器，選定合適類型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： Tca=KAT式中：T為聯(lián)軸器的名義轉(zhuǎn)矩(N.m)；Tca為聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N.m)；KA為工作情況系數(shù)，其值見表11

29、-4(此系數(shù)也適用于離合器的選擇)。表11-4 工作情況系數(shù)KA分類工作情況及舉例電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)四缸和四缸以上內(nèi)燃機(jī)雙缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩變化很小，如發(fā)電機(jī)、小型通風(fēng)機(jī)、小型離心泵1.31.51.82.2轉(zhuǎn)矩變化小，如透平壓縮機(jī)、木工機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)1.51.72.02.4轉(zhuǎn)矩變化中等，如攪拌機(jī)、增壓泵、有飛輪的壓縮機(jī)、沖床1.71.92.22.6轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷中等，如織布機(jī)、水泥攪拌機(jī)、拖拉機(jī)1.92.12.42.8轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大，如造紙機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)2.32.52.83.2轉(zhuǎn)矩變化大并有極強(qiáng)烈沖擊載荷，如壓延機(jī)、無(wú)飛輪的活塞泵、重型初軋機(jī)3.13.33.64.0根據(jù)計(jì)算

30、轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等，由下面條件，可從有關(guān)手冊(cè)中選取聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。 ，式中：T為所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩(N.m)；n為被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速(r/min)；nmax為所選聯(lián)軸器允許的最高轉(zhuǎn)速(r/min)。多數(shù)情況下，每一型號(hào)的聯(lián)軸器適用的軸徑均有一個(gè)范圍。標(biāo)準(zhǔn)中已給出軸徑的最大與最小值，或者給出適用直徑的尺寸系列，被聯(lián)接的兩軸應(yīng)在此范圍之內(nèi)。一般情況下，被聯(lián)接的兩軸的直徑是不同的，兩個(gè)軸端的形狀也可能不同。3、聯(lián)軸器的選擇算例例11-1如圖所示，在電機(jī)與增壓油泵用聯(lián)軸器相聯(lián)。已知電機(jī)功率P7.5KW，轉(zhuǎn)速n960r/min,電機(jī)伸出軸端的直徑d138mm，油泵軸的直徑d2=42mm，選擇聯(lián)軸

31、器型號(hào)。解：因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)速較高，啟動(dòng)頻繁，載荷有變化，宜選用緩沖性較好，同時(shí)具有可移性的彈性套柱銷聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=KAT查表11-1得：K1.7。名義轉(zhuǎn)矩 所以：查手冊(cè)選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 附：TL6彈性套柱銷聯(lián)軸器的技術(shù)參數(shù)為公稱扭矩：250N.m許用轉(zhuǎn)速：nmax3300r/min(聯(lián)軸器材料為鐵)nmax3800r/min(聯(lián)軸器材料為鋼)軸孔直徑：dmin32mm，dmax42mm。大學(xué)生習(xí)慣在大學(xué)期間學(xué)習(xí)了駕駛，我們知道，大多數(shù)車輛駕駛室內(nèi)都有一個(gè)離合器踏板。1、駕駛員在什么情況下操作這個(gè)踏板？2、離合器在車輛的行駛中可能起什么作用？11.2 離合器離合器是在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過

32、程中，通過各種操作方式使連接的兩軸隨時(shí)接合或分離的一種機(jī)械裝置。可用來(lái)操縱機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、變速及換向等。由于離合器是在不停車的狀況下進(jìn)行兩軸的結(jié)合與分離，因而離合器應(yīng)保證離合迅速、平穩(wěn)、可靠、操縱方便、耐磨且散熱好。離合器種類繁多，根據(jù)工作性質(zhì)可分為:操縱式離合器，其操縱方法有機(jī)械的、電磁的、氣動(dòng)的和液力的等，如嵌人離合器(通過牙、齒或鍵的嵌合傳遞扭矩)，摩擦離合器(利用摩擦力傳遞扭矩);自動(dòng)式離合器，用簡(jiǎn)單的機(jī)械方法自動(dòng)完成接合或分開動(dòng)作，又分為安全離合器(當(dāng)傳遞扭矩達(dá)到一定值時(shí)傳動(dòng)軸能自動(dòng)分離，從而防止過載，避免機(jī)器中重要零件損壞)、離心離合器(當(dāng)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，由于離

33、心力的作用能使傳動(dòng)軸間自行連接或超過某一轉(zhuǎn)速后能自行分離)、定向離合器又稱超越離合器，利用棘輪一棘爪的啃合或滾柱、楔塊的楔緊作用單向傳遞運(yùn)動(dòng)或扭矩，當(dāng)主動(dòng)軸反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低于從動(dòng)軸時(shí)，離合器就自動(dòng)分開)。離合器按照結(jié)合元件的工作原理又可分為嵌合式和摩擦式兩種。嵌合式離合器利用機(jī)械嵌合副的接合來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩 ；摩擦式離合器利用摩擦副的摩擦力。11.2.1 嵌合式離合器嵌合式離合器靠嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。由端面帶牙的兩半離合器所組成，一個(gè)用平鍵和主動(dòng)軸連接，另一個(gè)用導(dǎo)向鍵或花鍵與從動(dòng)軸相連接。利用操縱系統(tǒng)撥動(dòng)滑環(huán)，使其作軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩套筒的結(jié)合與分離。另外，為保證兩軸線的對(duì)中，在與主軸連接的半離合器中固定有對(duì)中

34、環(huán)。如圖11-11所示，嵌合式離合器有常見的牙嵌式、齒式、銷式、拉鍵式和轉(zhuǎn)鍵式等。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸較小、工作時(shí)牙間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，因而可使兩軸同步。但結(jié)合動(dòng)作應(yīng)在兩軸不轉(zhuǎn)動(dòng)或兩軸轉(zhuǎn)速差很小時(shí)進(jìn)行，以免凸牙或其他結(jié)合元件因受沖擊載荷而斷裂。牙嵌式 齒式 銷式 拉鍵式 轉(zhuǎn)鍵式圖11-11嵌合式離合器的型式11.2.2 摩擦離合器 摩擦離合器是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類離合器，摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩取決于摩擦面問的最大靜摩擦力矩，而后者又由摩擦面間最大壓緊力和摩擦面尺寸及性質(zhì)決定。故對(duì)于一定結(jié)構(gòu)的離合器來(lái)說(shuō)，靜摩擦力矩是一個(gè)定值，輸人轉(zhuǎn)矩一達(dá)到此值，離合器就會(huì)打滑，因而限制了傳動(dòng)系統(tǒng)所受轉(zhuǎn)矩，防

35、止超載。按其結(jié)構(gòu)形式可將離合摩擦器分為：圓盤式、圓錐式等。圓盤式摩擦離合器又可分為單盤式和多盤式。1）單圓盤摩擦離合器圖11-12是單圓盤摩擦離合器的結(jié)構(gòu)圖。 摩擦離合器的接觸面可以是平面或錐面在同樣的壓緊力下，錐面可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。與嵌合式離合器相比，摩擦式離合器可以在兩軸任何速度下離合，且結(jié)合平穩(wěn)無(wú)沖擊，通過調(diào)節(jié)摩擦面間的壓力可以調(diào)節(jié)所傳遞扭矩的大小，因而也就具有了過載保護(hù)作用。但工作時(shí)有可能兩摩擦盤之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，不能保證兩軸的精確同步。單圓盤摩擦離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但傳遞的轉(zhuǎn)矩不大。圖11-12單圓盤摩擦離合器 圖11-13多圓盤摩擦離合器2）多圓盤摩擦離合器圖11-13是多

36、片式摩擦離合器的結(jié)構(gòu)圖。其中 ，主動(dòng)軸1、外套 和一組外摩擦片4組成主動(dòng)部分，外摩擦片4可以沿外套的內(nèi)槽移動(dòng)。從動(dòng)軸10、套筒9和一組內(nèi)摩擦片5組成從動(dòng)部分，內(nèi)摩擦片5 可以沿套筒9上的槽滑動(dòng) 。 在套筒9上開有均布的三個(gè)縱向槽。槽內(nèi)安裝有曲臂壓桿8。當(dāng)操縱滑環(huán)7左移時(shí)，通過曲臂壓桿8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將兩組摩擦片壓緊，離合器處于接合狀態(tài)，主動(dòng)軸1帶動(dòng)從動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)操縱滑環(huán)7右移時(shí)，通過曲臂壓桿8 下面的彈簧片使8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩組摩擦片壓力消除，離合器處于分離狀態(tài) 。 雙螺母6靠調(diào)整內(nèi)、外兩組摩擦片的間距，來(lái)調(diào)整摩擦片之間的壓力。碟形摩擦片在離合器分離時(shí)能借助其彈性自動(dòng)恢復(fù)原狀，有利于內(nèi)、外摩擦片快速分離。與牙嵌離合器比較，摩擦離合器具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)在任何不同轉(zhuǎn)速條件卞兩軸都可以進(jìn)行接合；(2)過載時(shí)摩擦面間將發(fā)生打滑，可以防止損壞其他零件；(3)接合較平穩(wěn)，沖擊和振動(dòng)較小。 摩擦離合器在正常的接合過程中，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速?gòu)牧阒饾u加速到主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，因而兩摩擦面