機(jī)械設(shè)計的基本與實踐 項目11 其他常用零部件

項目10其他常用零部件10.1聯(lián)軸器10.2離合器10.3彈簧10.1聯(lián)軸器聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對中，而是存在著某種程度的相對位移與偏斜，如圖所示，如果這些偏斜得不到補償，將會在軸、軸承及聯(lián)軸器上引起附加的動載荷，甚至發(fā)生振動。因此在不能避免兩軸相對位移的情況下，應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器或可移式剛性聯(lián)軸器來補償被聯(lián)接兩軸間的位移與偏斜。

聯(lián)軸器的類型很多，根據(jù)是否包含彈性元件，可劃分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。彈性聯(lián)軸器因有彈性元件，故可起到緩沖減振的作用，也可在不同程度上補償兩軸之間的偏移；根據(jù)結(jié)構(gòu)特點不同，剛性聯(lián)軸器又可分為固定式和可移式兩類?？梢剖絼傂月?lián)軸器對兩軸間的偏移量具有一定的補償能力，下面分別予以介紹。16.1.1固定式剛性聯(lián)軸器（常用的有套筒式和凸緣式聯(lián)軸器）一、套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器是一個圓柱形套筒。它與軸用圓錐銷或鍵聯(lián)接以傳遞轉(zhuǎn)矩，當(dāng)用圓錐銷聯(lián)接時，則傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，當(dāng)用鍵聯(lián)接時，則傳遞的轉(zhuǎn)矩較大。套筒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，徑向尺寸?。坏珒奢S線要求嚴(yán)格對中，裝拆時需作軸向移動，適用于工作平穩(wěn)，無沖擊載荷的低速，輕載的軸。

套筒聯(lián)軸器圖(a)鍵聯(lián)接(b)銷聯(lián)接2、凸緣聯(lián)軸器

凸緣聯(lián)軸器由兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸連接,并用螺栓將兩個半聯(lián)軸器組成一體。圖(a)中兩個半聯(lián)軸器采用普通螺栓連接,螺栓與螺栓孔間有間隙,依靠聯(lián)軸器兩圓盤接觸面間的摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩,用凸肩和凹槽對中；圖(b)中兩個半聯(lián)軸器是采用鉸制孔螺栓連接,用鉸制孔螺栓對中,靠螺栓承受剪切和擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩,因而傳遞的轉(zhuǎn)矩較大,但要鉸孔,加工復(fù)雜。凸緣式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，對中精度高，傳遞轉(zhuǎn)矩大；但對所聯(lián)兩軸間的偏移缺乏補償能力，制造和安裝精度要求較高，故凸緣式聯(lián)軸器適用與速度較低、載荷平穩(wěn)、兩軸對中性較好的情況。

凸緣聯(lián)軸器(a)用凸肩和凹槽對中;(b)用鉸制孔用螺栓對中10.1.2可移式剛性聯(lián)軸器（這類聯(lián)軸器具有可移性，故可補償兩軸間的偏移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振）。（1)十字滑塊聯(lián)軸器如下圖所示,十字滑塊聯(lián)軸器是由兩個開有凹槽的半聯(lián)軸器1、3和一個兩面都有凸出榫的中間滑塊2(浮動盤)組成的。浮動盤的兩凸榫互相垂直并分別嵌在兩半聯(lián)軸器的凹槽中,凸榫可在半聯(lián)軸器的凹槽中滑動,利用其相對滑動來補償兩軸之間的偏移。其所允許的偏角位移α≤30′和徑向位移y≤0.04d(d為軸的直徑)。為避免過快磨損及產(chǎn)生過大的離心力,軸的轉(zhuǎn)速不可過高。為了減少磨損、提高壽命和效率,在榫與凹槽間需定期施加潤滑劑。十字滑塊聯(lián)軸器圖a）平面圖b）單件立體圖a）b）（2）齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器是由兩個帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒2、3和兩個帶有外齒的內(nèi)套筒1、4所組成。兩個內(nèi)套筒1、4分別用鍵與兩軸聯(lián)接，兩個外套筒2、3用螺栓聯(lián)成一體，依靠內(nèi)外齒相嚙合以傳遞轉(zhuǎn)矩。由于外齒的齒頂制成橢球面，且保持與內(nèi)齒嚙合后具有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙，故在轉(zhuǎn)動時，套筒1可有軸向、徑向及角位移。工作時，輪齒沿軸向有相對滑動。為了減輕磨損，可由油孔注入潤滑油，并在套筒間裝有密封圈，以防止?jié)櫥托孤?。a）b）c）齒式聯(lián)軸器圖a）齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)b）齒形示意圖c）位移補償示意圖齒式聯(lián)軸器（3）萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器是由兩個叉形接頭和一個十子銷組成。十子銷分別與固定在兩根軸上的叉形接頭用鉸鏈聯(lián)接，從而形成一個可動的聯(lián)接。這種聯(lián)軸器可允許兩軸間由較大的夾角，而且在運轉(zhuǎn)過程中，夾角發(fā)生變化仍可正常工作；但當(dāng)夾角α過大時，傳動效率明顯降低，故夾角α最大可達(dá)35o～45o。若用單個萬向聯(lián)軸器聯(lián)接軸線相交的兩軸時，當(dāng)主動軸以等角速度ω１回轉(zhuǎn)時，從動軸的角速度ω2并不是常數(shù)，而是在一定的范圍內(nèi)變化，因而在傳動過程中將產(chǎn)生附加的動載荷。為了改善這種狀況，常將萬向聯(lián)軸器成對使用，組成雙萬向聯(lián)軸器；但安裝時應(yīng)保證主、從動軸與中間軸間的夾角相等，且中間軸兩端叉形接頭應(yīng)在同一平面內(nèi)。這樣便可使主、從動軸的角速度相等。萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，能補償較大的位移，因而在汽車、拖拉機(jī)和金屬車削機(jī)床中獲得廣泛應(yīng)用。

10.1.3彈性聯(lián)軸器（1）彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似,只是用套有彈性套的柱銷代替了連接螺栓,如圖所示。彈性套的變形可以補償兩軸的徑向位移,并且具有緩沖和吸震作用。允許軸向位移為2～7.5mm；徑向位移為0.2～0.7mm,偏角位移為30′～1°30′。（2）彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器是用尼龍柱銷將兩個半聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)起來的,如圖所示。這種聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)簡單,維修安裝方便,具有吸震和補償軸向位移及微量徑向位移和角位移的能力。彈性柱銷與彈性套柱銷聯(lián)軸器均可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、啟動頻繁、轉(zhuǎn)速較高的場合。3.輪胎式聯(lián)軸器

輪胎式聯(lián)軸器是利用輪胎狀橡膠元件、用螺栓與兩個半聯(lián)軸器聯(lián)接，輪胎環(huán)中的橡膠件與低碳鋼制成的骨架硫化粘結(jié)在一起，骨架上的螺紋孔處焊有螺母，裝配時用螺栓與兩個半聯(lián)軸器的凸緣聯(lián)接，依靠擰緊螺栓在輪胎環(huán)與凸緣端面之間產(chǎn)生的磨檫力來傳遞轉(zhuǎn)矩。這種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，裝拆、維修方便，彈性強，補償能力大，不需潤滑，但承載能力不高，外形尺寸較大。10.2離合器離合器要求接合平穩(wěn)，分離迅速徹底；操縱省力，調(diào)節(jié)和維修方便；結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小重量輕，轉(zhuǎn)動慣性?。唤雍显湍ズ鸵子谏岬?。離合器的操縱方式除機(jī)械操縱外，有電磁、液壓、氣動操縱，已成為自動化機(jī)械中的重要組成部分。1.牙嵌離合器牙嵌離合器是一種嚙合式離合器,如圖所示。牙嵌離合器是由兩個端面帶牙的半離合器組成。其中一個半離合器固定在主動軸上；另一個半離合器用導(dǎo)鍵（或花鍵）與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機(jī)構(gòu)使其作軸向移動，以實現(xiàn)離合器的分離與接合，它是靠牙的相互嵌合傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。為使兩軸對中，在主動軸端的半離合器上固定一個對中環(huán)，從動軸可在對中環(huán)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。牙嵌離合器圖1、2—半離合器3—導(dǎo)向平鍵4—對中環(huán)2.摩擦離合器摩擦離合器按摩擦面的多少分為單片式和多片式摩擦離合器。⑴單片式摩擦離合器。圓盤1緊固在主動軸上,圓盤2可以沿導(dǎo)向平鍵在從動軸上移動,移動盤3可使兩圓盤接合或分離。在軸向壓力FQ的作用下,兩圓盤工作表面產(chǎn)生摩擦力,從而傳遞轉(zhuǎn)矩。單片式摩擦離合器多用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的輕型機(jī)械。⑵多盤摩擦離合器多盤摩擦離合器也稱為多片式摩擦離合器，它主要由主動軸1、從動軸10、外套筒2、內(nèi)套筒9、外摩擦盤4、內(nèi)摩擦盤5、滑環(huán)7、曲臂壓桿8、壓板3、圓螺母6組成。外摩擦盤以其外齒插入主動軸上的外套筒內(nèi)壁的縱向槽中，盤的內(nèi)壁不與任何零件接觸，故盤可與主動軸1一起回轉(zhuǎn)，并可在軸向力推動下沿軸向移動；內(nèi)摩擦盤以其孔壁凹槽與從動軸上的內(nèi)套筒的凸齒相配合，而盤的外緣不與任何零件接觸，故盤可與從動軸一起回轉(zhuǎn)，也可在軸向力推動下沿軸向移動。另外在內(nèi)套筒上開有三個縱向槽，其中安置了可繞銷軸轉(zhuǎn)動的曲臂壓桿；當(dāng)滑環(huán)7向左移動時，曲臂壓桿通過壓板將所有內(nèi)、外摩擦盤壓緊在調(diào)節(jié)螺母上，離合器處于接合狀態(tài)。螺母可調(diào)節(jié)摩擦盤之間的壓力。內(nèi)摩擦盤可作成碟形，當(dāng)承壓時，可被壓平而與外盤很好貼緊；松脫時，由于內(nèi)盤的彈力作用，可以迅速與外盤分離。

a）多盤摩擦離合器結(jié)構(gòu)圖b）外摩擦盤c）平板形內(nèi)摩擦盤d）碟形內(nèi)摩擦盤1—主動軸2—外套3—壓板4—外摩擦盤5—內(nèi)摩擦盤6—螺母7—滑環(huán)8—曲臂壓桿9—套筒10—從動軸多片式摩擦離合器（3）定向離合器（只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，反方向時能自動分離。）下圖所示為滾柱式定向離合器。它由星輪1、外圈2、滾柱3和彈簧頂桿4等組成。滾柱數(shù)目一般為3~8個,每個滾柱都被彈簧頂桿以不大的推力向前推進(jìn)而處于半楔緊狀態(tài)。當(dāng)星輪1為主動件并作順時針(如圖示)回轉(zhuǎn)時,滾柱受到摩擦力的作用將被楔緊在槽內(nèi),帶動外圈2與星輪一起回轉(zhuǎn),離合器處于接合狀態(tài);反之,當(dāng)星輪反向回轉(zhuǎn)時,滾柱在摩擦力作用下被推到楔形槽較寬的空間,離合器處于分離狀態(tài)，星輪空轉(zhuǎn)。若星輪與外圈同時作順時針回轉(zhuǎn),當(dāng)外圈轉(zhuǎn)速大于星輪轉(zhuǎn)速,則離合器處于分