聯(lián)軸器與離合器的基本類型與應用濟南職業(yè)課件

《機械設計基礎》課程聯(lián)軸器與離合器的基本類型與應用主講人：王豐艷濟南職業(yè)學院目

錄content01聯(lián)軸器的類型02常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型濟南職業(yè)學院03常用離合器的結(jié)構(gòu)類型濟南職業(yè)學院一、聯(lián)軸器的類型聯(lián)軸器和離合器是機械傳動中常用的部件。主要用來聯(lián)接軸與軸(有時也聯(lián)接軸與其它回轉(zhuǎn)零件)，以傳遞運動和扭矩，有時也可用作安全裝置。用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩根軸只有當機器停車后才能拆卸分離。采用離合器聯(lián)接的兩根軸，在機械工作過程中可隨時接合或分離。聯(lián)軸器按照有無彈性元件可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩種。(a)同軸線,軸向位移(b)平行軸線,徑向位移

(c)相交軸線,角位移

(d)相交軸線,綜合位移圖

9.28兩軸相對位置和相對位移一、聯(lián)軸器的類型2、撓性聯(lián)軸器1、剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器無彈性元件，不能緩沖吸振，適用于兩軸能嚴格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方；撓性聯(lián)軸器有彈性元件，能緩沖吸振，適用于兩軸有偏斜(可分為同軸線、平行軸線、相交軸線)或在工作中有相對位移(可分為軸向位移、徑向位移、角位移、綜合位移)的地方示。聯(lián)軸器按照有無彈性元件可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩種。撓性聯(lián)軸器又分為無彈性元件、金屬彈性元件和非金屬彈性元件三種，后兩種統(tǒng)稱為彈性聯(lián)軸器。按照剛度性能不同，彈性聯(lián)軸器又有定剛度彈性聯(lián)軸器和變剛度彈性聯(lián)軸器。(a)同軸線,軸向位移(b)平行軸線,徑向位移

(c)相交軸線,角位移

(d)相交軸線,綜合位移圖

9.28兩軸相對位置和相對位移一、聯(lián)軸器的類型2、撓性聯(lián)軸器（1）凸緣聯(lián)軸器在剛性聯(lián)軸器中，凸緣聯(lián)軸器是應用最廣的一種。這種聯(lián)軸器主要由兩個分裝在軸端的半聯(lián)軸器和聯(lián)接它們的螺栓所組成。制造半聯(lián)軸器的材料通常為：中等以下載荷，v≤35m/s時可采用中等強度的鑄鐵；重載，v≤75m/s時可采用鍛鋼或鑄鋼。此處v為聯(lián)軸器外緣的圓周速度。用凸肩和凹槽對中用受剪螺栓對中圖9.29凸緣聯(lián)軸器二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型1、剛性聯(lián)軸器用凸肩和凹槽對中用受剪螺栓對中圖9.29凸緣聯(lián)軸器1）由具有凸肩的半聯(lián)軸器和具有凹槽的半聯(lián)軸器相嵌合而對中，采用普通螺栓聯(lián)接；2）用較制孔和受剪螺栓對中。當要求兩軸分離時，后者只要卸下螺栓即可，不用移動軸，因此裝卸比前者簡便。二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型1、剛性聯(lián)軸器（1）凸緣聯(lián)軸器按對中方法不同，凸緣聯(lián)軸器有兩種型式：二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型1、剛性聯(lián)軸器（2）套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器是最簡單的聯(lián)軸器。由聯(lián)接兩軸軸端的套筒和聯(lián)接零件(鍵或銷)組成。結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，在機床中應用較多。但在裝配時，軸需作軸向移動，兩軸需嚴格同心，沒有緩沖吸振能力。用凸肩和凹槽對中用受剪螺栓對中圖9.29凸緣聯(lián)軸器圖9.31齒式聯(lián)軸器二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型2.無彈性元件撓性聯(lián)軸器（1）齒式聯(lián)軸器在允許綜合位移的聯(lián)軸器中，齒式聯(lián)軸器是最有代表性的一種。它由兩個具有外齒環(huán)的半聯(lián)軸器和兩個具有內(nèi)齒環(huán)的外殼所組成，半聯(lián)軸器分別與主動軸和從動軸通過鍵相聯(lián)接，兩外殼則用螺栓聯(lián)接在一起。內(nèi)、外齒環(huán)上的輪齒相互嚙合，齒廓為漸開線，其嚙合角通常為20°。輪齒數(shù)目一般為30~80個。二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型2.無彈性元件撓性聯(lián)軸器（1）齒式聯(lián)軸器外齒輪的齒頂制成球面，且齒間間隙較大，工作時若有軸向、徑向、偏角和綜合位移時，可得到補償，如圖9.32所示。在外殼內(nèi)貯有潤滑油，以便聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時將油甩向四周以潤滑嚙合輪齒，從而減小嚙合輪齒間的摩擦和相對移動阻力，降低作用在軸和軸承上的附加載荷。輪齒的形狀有直齒和鼓形齒，后者又稱鼓形齒聯(lián)軸器。圖9.32齒式聯(lián)軸器補償相對偏移的情況（2）十字滑塊聯(lián)軸器

十字滑塊聯(lián)軸器由兩個在端面開有凹槽的半聯(lián)軸器1、2和一個兩端面具有互相垂直凸塊的中間滑塊3構(gòu)成。凹槽的中心線分別通過兩軸的中心，兩凸塊中線相互垂直且通過軸心。運轉(zhuǎn)時，若兩軸不同心或偏斜，中間滑塊上的兩凸塊將在半聯(lián)軸器的凹槽內(nèi)滑動，同時作偏心轉(zhuǎn)動，則高速時會產(chǎn)生很大離心力或磨損，并產(chǎn)生附加動載荷。故十字滑塊聯(lián)軸器適用于低速、沖擊小的場合，允許的最大轉(zhuǎn)速一般不超過300r/min，為減小磨損，凹槽與凸塊的工作面必須注入潤滑油。圖9.33十字滑塊聯(lián)軸器二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型2.無彈性元件撓性聯(lián)軸器（3）萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器(如圖9.34所示)為萬向聯(lián)軸器示意圖，它由兩個叉形接頭1、3和一個十字銷2組成。萬向聯(lián)軸器兩軸間的夾角可達40°~45°。若用單個萬向聯(lián)軸器時，兩軸瞬時角速度不相等。為了避免這種情況，可采用兩個萬向聯(lián)軸器，如圖9.35所示，這時中間軸的兩叉形接頭必須在同一平面內(nèi)，兩萬向聯(lián)軸器的夾角a必須相等。萬向聯(lián)軸器主要用于兩軸有較大偏斜的場合，在運輸機械中應用較多。圖9.34萬向聯(lián)軸器示意圖圖9.35雙萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型2.無彈性元件撓性聯(lián)軸器（1）彈性套柱銷聯(lián)軸器如圖所示，其結(jié)構(gòu)與凸緣聯(lián)軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷代替聯(lián)接螺栓。半聯(lián)軸器的材料為鑄鐵，柱銷材料為35鋼經(jīng)正火處理，彈性套為天然橡膠或合成橡膠。利用彈性套的彈性，可以補償兩軸偏移、吸振和緩沖。多用于雙向運轉(zhuǎn)、啟動頻繁、轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)矩不大的場合。圖9.36彈性套柱銷聯(lián)軸器二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型3.彈性聯(lián)軸器圖9.37彈性柱銷聯(lián)軸器二、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類型3.彈性聯(lián)軸器（2）彈性柱銷聯(lián)軸器如圖所示，其結(jié)構(gòu)與彈性套柱銷聯(lián)軸器相似，不同之處在于它是用若干非金屬柱銷置于兩半聯(lián)軸器凸緣孔中以實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器聯(lián)接的一種聯(lián)軸器。柱銷的材料為尼龍。為防止柱銷滑出，兩端設有擋圈。它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維修方便、有一定的吸振能力、允許軸向位移大的特點。一般用于雙向運轉(zhuǎn)、啟動頻繁、轉(zhuǎn)速較高、載荷不大的場合。牙嵌離合器由兩個端面有齒的半聯(lián)軸器組成。其中半聯(lián)軸器1由平鍵固定在主動軸上，另一半聯(lián)軸器2用導鍵與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機構(gòu)移動滑環(huán)4使兩半聯(lián)軸器端面常用的牙嵌離合器的牙形有矩形、梯形和鋸齒形，見圖9.38。圖9.38牙嵌式離合器及其常用牙型1、2—半離合器3—對中環(huán)4—撥叉矩形牙不便于接合，且在傳遞轉(zhuǎn)矩時由于沒有軸向分力，所以分離也較難，且牙與牙之間必須有間隙，不利于工作時反向運轉(zhuǎn)。梯形牙強度較高，能傳遞較大的扭矩，且又能自行補償牙的磨損和牙側(cè)間隙，從而可避免在載荷和速度變化時因間隙而產(chǎn)生的沖擊，故應用最廣。三、常用離合器的結(jié)構(gòu)類型1.牙嵌離合器與嚙合式離合器比較，摩擦離合器具有下列優(yōu)點：（1）兩軸能在任何不同角速度下進行聯(lián)接；（2）改變摩擦面間的壓力就能調(diào)節(jié)從動軸的加速時間；（3）接合時的沖擊和振動較??；（4）過載時將發(fā)生打滑，可免使其他零件受到損壞等等。三、常用離合器的結(jié)構(gòu)類型2.摩擦離合器摩擦離合器分單片圓盤摩擦離合器和多片圓盤摩擦離合器。

如圖9.39所示為單片圓盤摩擦離合器。主動盤1用平鍵與主動軸相聯(lián)接，從動盤2與從動軸通過導向平鍵聯(lián)接。工作時可對滑環(huán)3施加一軸向力F，使從動摩擦盤左移，與主動摩擦盤相接觸并壓緊，從而產(chǎn)生摩擦力，將運動和力矩傳遞到從動軸。若工作時過載，則摩擦面間打滑，可以防止其它零件損壞。這種摩擦離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩較小。1、2—半離合器3—撥叉圖9.39單片圓盤摩擦離合器三、常用離合器的結(jié)構(gòu)類型2.摩擦離合器

要求傳遞的扭矩大時，可采用圖9.40所示的多片圓盤摩擦離合器。如圖一組外摩擦片4與外套筒2用花鍵相聯(lián)，另一組內(nèi)摩擦片5和內(nèi)套筒9也用花鍵相聯(lián)。內(nèi)、外套筒分別用平鍵與主動軸1和從動軸10相固定。當滑環(huán)7左移時，壓下曲臂壓桿8，使內(nèi)、外摩擦片相互壓緊，離合器接合；當滑環(huán)右移時，曲臂壓桿被彈簧抬起，內(nèi)、外摩擦片松開，使離合器分離。1—主動軸2—外套筒3—擋塊4—外摩擦片5—內(nèi)摩擦片6—螺母7—滑環(huán)8—壓桿9—內(nèi)套筒10—從動軸圖9.40多片圓盤摩擦離合器三、常用離合器的結(jié)構(gòu)類型2.摩擦離合器

多片圓盤摩擦離合器可以通過增加摩擦片的數(shù)目而不增加軸向壓力來傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。常用于汽車、拖拉機等轉(zhuǎn)速差較大的場合。這里所介紹的聯(lián)軸器和離合器，只是最基本的型式。