聯(lián)軸器和離合器結(jié)構(gòu)、性能和工作原理

1、 聯(lián)軸器和離合器結(jié)構(gòu)、性能和工作原理聯(lián)軸器重點(diǎn) 1、典型聯(lián)軸器的工作原理、性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和類(lèi)型選擇； 2、離合器的基本概念，典型結(jié)構(gòu)，選用原則。要求 1、掌握聯(lián)軸器和離合器的功用和分類(lèi)； 2、掌握常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、使用場(chǎng)合及選用與計(jì)算方法； 3、掌握常用離合器的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點(diǎn)和選擇及計(jì)算方法； 4、了解計(jì)算載荷和載荷系數(shù)。 聯(lián)軸器和離合器 1、 聯(lián)軸器 2、 離合器 概 述主菜單聯(lián)軸器 聯(lián)接兩軸一起運(yùn)轉(zhuǎn)，傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩（只傳遞T,不傳遞M）。有的可用作安全裝置。聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有停車(chē)后經(jīng)拆卸才能分離離合器聯(lián)接的兩軸可在機(jī)器工作中方便地實(shí)現(xiàn)分離與接合一、功用二、區(qū)別三、

2、應(yīng)用 可將整機(jī)分為部件，便于制造、裝卸、運(yùn)輸。離合器還可操縱機(jī)器的啟動(dòng)、制動(dòng)、換向和變速。聯(lián)軸器和離合器種類(lèi)很多，有些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，本節(jié)僅介紹常見(jiàn)的類(lèi)型 聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器 聯(lián)軸器分類(lèi)：彈性聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器 夾殼式聯(lián)軸器 剪銷(xiāo)式安全聯(lián)軸器 齒輪聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器 簧片聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器剛性固定式 要求兩軸嚴(yán)格對(duì)中，工作時(shí)兩軸不能移動(dòng)。剛性可移式 允許兩軸有一定位移,靠運(yùn)動(dòng)副組成得動(dòng)聯(lián)接補(bǔ)償軸的偏移。金屬?gòu)椥栽?lián)軸器靠金屬?gòu)椥栽淖冃窝a(bǔ)償兩軸的偏移非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器利用非金屬?gòu)椥栽淖?/p>

3、形補(bǔ)償軸的偏移。 強(qiáng)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(yīng)好,重量輕,成本低,但強(qiáng)度低,承載能力小,壽命較短。 聯(lián)軸器一、剛性固定式聯(lián)軸器（一）套筒聯(lián)軸器 （圖11-20）組成：套筒+聯(lián)接零件(鍵或銷(xiāo)釘傳遞T)套筒材料：35 或 45鋼特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，成本低。應(yīng)用：載荷不大，工作平穩(wěn)，兩軸嚴(yán)格對(duì)中處，在機(jī)床工業(yè)中廣泛應(yīng)用。（二）凸緣聯(lián)軸器 （圖11-21）組成： 兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器，分裝在兩軸端，靠螺栓聯(lián)接傳遞T凸肩與凹槽嵌合對(duì)中(b)拆開(kāi)時(shí)要做軸向移動(dòng)。(普通螺栓聯(lián)接)對(duì)中 鉸制孔螺栓對(duì)中(a)拆下螺栓即可分開(kāi)兩軸，裝拆方便工作原理：鉸制孔

4、螺栓聯(lián)接靠螺栓受擠壓和剪切傳遞轉(zhuǎn)矩 （點(diǎn)擊看圖） 普通螺栓聯(lián)接靠凸緣接合面上的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩（點(diǎn)擊看圖） 半聯(lián)軸器材料：HT200用于轉(zhuǎn)矩中等以下，v 35m/s； ZG270-500或35鋼用于重載，v 高的場(chǎng)合。 聯(lián)軸器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中較可靠，傳遞轉(zhuǎn)矩大，但不消振。應(yīng)用：轉(zhuǎn)速低，軸剛性大，載荷平穩(wěn)，兩軸嚴(yán)格對(duì)中，無(wú)沖擊的場(chǎng)合。尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，見(jiàn)GB5843-86，重要場(chǎng)合要驗(yàn)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度。剪銷(xiāo)式安全聯(lián)軸器將螺栓聯(lián)接銷(xiāo)釘聯(lián)接，過(guò)載時(shí)銷(xiāo)釘剪斷，以防重要零件損壞。（點(diǎn)擊看圖） 二、剛性可移式聯(lián)軸器由于制造安裝誤差,軸變形及溫度變化等原因,使兩軸不能保證嚴(yán)格對(duì)中,而存在不同程度的偏移或偏斜兩

5、軸的偏移形式：（圖11-19） 若用剛性聯(lián)軸器將引起附加動(dòng)載荷，要求聯(lián)軸器或離合器從結(jié)構(gòu)上適應(yīng)各種形式的偏移，以保證正常工作。聯(lián)軸器（一）滑塊聯(lián)軸器 （圖11-22）組成： 兩個(gè)端面開(kāi)凹槽的半聯(lián)軸器 一個(gè)兩面有凸牙(榫)的浮動(dòng)盤(pán) 凸牙可在凹槽中滑動(dòng)，故可補(bǔ)償安裝及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸間的相對(duì)位移 特點(diǎn)：浮動(dòng)盤(pán)中心的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，其直徑等于兩軸的偏心距e =y， 在兩軸有相對(duì)位移情況下工作時(shí)，中間盤(pán)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。材料：兩半聯(lián)軸器45鋼或ZG310-570（大尺寸用） 中間浮動(dòng)盤(pán)45鋼，表面淬火應(yīng)用：徑向偏移y較大，T大，無(wú)沖擊，低速傳動(dòng)

6、的兩軸聯(lián)接， 允許 nmax =100250r/min ， y0.04d , 30。點(diǎn)擊動(dòng)畫(huà)聯(lián)軸器（二）齒輪聯(lián)軸器 （圖）組成：兩個(gè)帶外齒的半聯(lián)軸器1兩個(gè)帶內(nèi)齒的外殼3聯(lián)接螺栓5， 靠?jī)?nèi)外齒嚙合傳遞 T。 特點(diǎn)：齒形為漸開(kāi)線,20,一般Z=3080；外齒齒頂承橢球面,且與內(nèi)齒嚙合后有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙允許較大的綜合偏移；外殼內(nèi)貯油，以便潤(rùn)滑嚙合齒輪；因嚙合傳動(dòng)，傳遞轉(zhuǎn)矩大；制造困難，成本高。材料：45鍛鋼或鑄鋼，HB250；外殼HB290。應(yīng)用：重型機(jī)械，允許 y2.46.3mm，3。因計(jì)算困難，一般根據(jù)轉(zhuǎn)矩查標(biāo)準(zhǔn)，選取合適的尺寸聯(lián)軸器（三）萬(wàn)向聯(lián)軸器 （圖11-23）組成：兩個(gè)叉形接頭1、3

7、中間十字軸2 軸銷(xiāo)(在十字軸里) 構(gòu)成可動(dòng)的聯(lián)接。 特點(diǎn)：允許兩軸間有較大的角偏移,max=3545(但)； 運(yùn)轉(zhuǎn)中變化也能工作，但瞬時(shí)傳動(dòng)比變化，且12； 徑向尺寸小。缺點(diǎn):當(dāng)主動(dòng)軸角速度1為常數(shù)時(shí)，從動(dòng)軸的角速度3在一定范圍內(nèi)(1cos3 1/cos)變化，引起附加動(dòng)載荷。 常將萬(wàn)向聯(lián)軸器成對(duì)使用雙萬(wàn)向聯(lián)軸器（動(dòng)畫(huà)）為使3=1 ，安裝注意： 必須保證主從動(dòng)軸與中間聯(lián)接軸之間的夾角相等， 中間軸兩端的叉形接頭應(yīng)在同一平面內(nèi)。1212這時(shí)，中間軸轉(zhuǎn)速仍不均勻，但因慣性不大，產(chǎn)生的動(dòng)載荷也不大。十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器（圖）（動(dòng)畫(huà)）聯(lián)軸器雙萬(wàn)向聯(lián)軸器示意圖材料：合金鋼 40Cr，20Cr等。應(yīng)用：機(jī)床

8、、汽車(chē)、工程機(jī)械等設(shè)備中。以上各種聯(lián)軸器的共同特點(diǎn)：1）剛性零件，缺乏緩沖吸振能力；2）有相對(duì)滑動(dòng)的零件,磨損間隙,當(dāng)載荷、速度變化時(shí),引起沖擊；3）零件間的摩擦阻力隨載荷的增加而增加，當(dāng)阻力達(dá)到一定程度時(shí)，零件移動(dòng)困難附加動(dòng)載荷。要求這類(lèi)聯(lián)軸器摩擦表面硬度高，且需潤(rùn)滑以減少摩擦阻力。三、金屬?gòu)椥栽?lián)軸器聯(lián)軸器主要特點(diǎn)：補(bǔ)償兩軸偏移，偏斜，緩沖、吸振，減小軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。應(yīng)用：頻繁啟動(dòng)、變載、常正反轉(zhuǎn)動(dòng)，兩軸不能?chē)?yán)格對(duì)中的場(chǎng)合。常用的有：蛇形彈簧聯(lián)軸器 ，簧片聯(lián)軸器。徑向簧片聯(lián)軸器組成：兩半聯(lián)軸器 一疊簧片(6組徑向放置)聯(lián)接螺栓 外輪 簧片一端固定在輪轂中，另一端嵌在外輪的楔槽中特點(diǎn)：彈性高

9、,阻尼值大,傳遞T大,結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,不受溫度、灰塵等環(huán)境影響。允許y0.451mm, x=1.55mm, 應(yīng)用：載荷變動(dòng)較大,易發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的軸系,如高速大功率柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)組中特性：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(yīng)的扭轉(zhuǎn)角。 定剛度與T成正比關(guān)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(jié)構(gòu)不同，可有變剛度的與定剛度的兩種。聯(lián)軸器四、非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器（一）彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 （圖11-25）組成： 兩半聯(lián)軸器 套有彈性圈的柱銷(xiāo)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，允許綜合偏移，且緩沖、吸振。允許最大偏移量： y0.20.7mm, x=27.

10、5mm, =30130注：為補(bǔ)償較大的x，安裝時(shí)要留出間隙C,設(shè)計(jì)時(shí)要留出距離A，以便更換橡膠圈時(shí)不必拆開(kāi)兩軸。（見(jiàn)圖1811）材料：半聯(lián)軸器HT200,ZG270-500,或35鋼 柱銷(xiāo)35鋼，正火處理 彈性套天然橡膠或合成橡膠應(yīng)用：?jiǎn)?dòng)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(wú)油和其它有害于橡膠的介質(zhì)。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(jī)器。 聯(lián)軸器（二）彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 （圖11-26）組成：兩半聯(lián)軸器 MC尼龍柱銷(xiāo) + 兩側(cè)擋板（以防柱銷(xiāo)滑出）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造

11、容易,維護(hù)方便,傳遞T大,允許較大的y,緩沖、吸振,但對(duì)溫度敏感,不宜用于高溫。允許偏移量： y, =30工作溫度： t= -2060應(yīng)用：代替彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，傳遞大的T。（三）梅花形彈性聯(lián)軸器 （圖）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(shí)彈性件受擠壓并傳遞轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，有良好的補(bǔ)償位移和減振能力。允許偏移量：y, x1.25mm, =12允許外緣速度：鑄鐵V=3050m/s；鑄鋼V=60m/s; 鍛鋼V=100120m/s 。彈性元件材料：丁腈橡膠，聚氨脂，尼龍等。聯(lián)軸器（四）輪胎式聯(lián)軸器 （圖）特點(diǎn)：富有彈性，消振能力強(qiáng)，扭轉(zhuǎn)剛度小，但徑向尺寸較大，過(guò)載時(shí)

12、產(chǎn)生附加軸向載荷。 組成：輪胎狀彈性元件 加緊板 兩半聯(lián)軸器 螺釘允許偏移量：y, x0.02D, =512(D為輪胎外徑)應(yīng)用：起動(dòng)頻繁，正反轉(zhuǎn)向，nmax=5000r/min,沖擊大的兩軸聯(lián)接。五、聯(lián)軸器的選擇1.類(lèi)型選擇：根據(jù)機(jī)器工作條件、特點(diǎn)及要求，結(jié)合各類(lèi)聯(lián)軸器的性能選擇。原則：低速，剛性大的短軸剛性固定式聯(lián)軸器 轉(zhuǎn)速低，剛性小的長(zhǎng)軸剛性可移式聯(lián)軸器 轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械齒輪聯(lián)軸器 中高轉(zhuǎn)速，有振動(dòng)的軸彈性聯(lián)軸器 軸線相交的兩軸萬(wàn)向聯(lián)軸器 有安全保護(hù)要求時(shí)安全聯(lián)軸器例題: 選擇圖1815中減速器和運(yùn)輸機(jī)之間的聯(lián)軸器,減速器輸出端軸徑d1=40mm，運(yùn)輸機(jī)輸入端軸徑d2=42mm，該軸傳

13、遞功率，轉(zhuǎn)速n=300r/min，試選擇所需的聯(lián)軸器。聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc： TcKAT使聯(lián)軸器 d軸d孔(mm), 長(zhǎng)度L及孔的結(jié)構(gòu)形式由具體情況而定； TcT(Nm)， Tc計(jì)算轉(zhuǎn)矩，T許用轉(zhuǎn)矩或公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩； nn (r/min) ， n軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速，n聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速。 T所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩Nmm ;KA工作情況系數(shù)，表181考慮較低,傳遞P不大,安裝時(shí)不易完全同軸線。解1類(lèi)型選擇：選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。2計(jì)算轉(zhuǎn)矩：名義轉(zhuǎn)矩 T9550Pn300153.76 Nm 查表181取KA1.5,則計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tc=KA153.76=230.64Nm3型號(hào)選擇: 從GB4323-84中查得TL7聯(lián)軸器

14、的T=500Nm,n=2800r/min，軸徑為4045mm之間，故選定 TL7聯(lián)軸器 GB4323-84 。思考題 2.尺寸選擇： 根據(jù) n、d、Tc 查標(biāo)準(zhǔn)，定具體型號(hào)尺寸 必要時(shí)，對(duì)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。離合器 離合器作用：離合器用來(lái)聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中主、從動(dòng)部分可分離可接合。一、離合器的分類(lèi)按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類(lèi)；按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動(dòng)式兩類(lèi)；按操縱方式分有機(jī)械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等；可自動(dòng)離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能 在特定條件下，自動(dòng)地接合或分離。二、對(duì)離合器的基本要求分離、

15、接合迅速，平穩(wěn)無(wú)沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好；操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。由兩個(gè)端面帶牙的半離合器1、3組成。從動(dòng)半離合器3用導(dǎo)向平鍵或花鍵與軸聯(lián)接，另一半離合器1用平鍵與軸聯(lián)接，對(duì)中環(huán)2用來(lái)使兩軸對(duì)中，滑環(huán)4可操縱離合器的分離或接合。一、 牙嵌式離合器離合器二、 摩擦離合器 摩擦離合器利用主、從動(dòng)半離合器摩擦片接觸面間的摩擦力傳遞扭矩。 為提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，多采用多片摩擦片。他能在不停車(chē)或兩軸有較大轉(zhuǎn)速差時(shí)進(jìn)行平穩(wěn)結(jié)合，且可在過(guò)載時(shí)因摩擦片間打滑而起到過(guò)在保護(hù)作用。多片離合器結(jié)構(gòu)組成

16、單片離合器動(dòng)作過(guò)程多片離合器動(dòng)作過(guò)程離合器三、 安全離合器 1. 牙嵌式安全離合器滾柱式超越離合器四、 超越離合器 (動(dòng)畫(huà))離合器2. 滾珠安全離合器點(diǎn)擊看圖五、 電磁離合器 (動(dòng)畫(huà))思考題1. 聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？?jī)烧叩墓τ糜泻萎愅?. 聯(lián)軸器和離合器各有哪些類(lèi)型？各類(lèi)具有什么特點(diǎn)？3. 聯(lián)軸器和離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩如何計(jì)算？工作情況系數(shù)K與哪些因素有關(guān)？4. 選用聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)考慮哪些主要因素？選擇的原則是什么？5. 試比較剛性固定式聯(lián)軸器和剛性可移式聯(lián)軸器的特點(diǎn)，并各舉出一些常用 的結(jié)構(gòu)型式。6. 試結(jié)合典型結(jié)構(gòu)型式，說(shuō)明剛性可移式聯(lián)軸器可能有哪幾種相對(duì)位移？7. 齒輪聯(lián)軸器為什么有補(bǔ)償綜合位移？8. 什么是定剛度彈性聯(lián)軸器？什么是變剛度彈性聯(lián)軸器?各適用于什么工作條件？9. 離合器應(yīng)滿足哪些基本要求？10.手冊(cè)上給出了幾種聯(lián)軸器？各用于什么場(chǎng)合？如何選擇？如何標(biāo)記？ 圖片 返回套