1、2022-10-29江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器江苏大学机械设计课件江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器联轴器和离合器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器第十四章第十四章 联轴器和离合器联轴器和离合器14-1 14-1 联轴器和离合器概述联轴器和离合器概述14-2 14-2 联轴器的种类和特性联轴器的种类和特性14-3 14-3 联轴器的选择联轴器的选择14-4 14-4 离合器离合器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器14-1 联轴器和离合器概述联轴器和离合器概述联轴器和离合器是机械装置中常用的部件，它联轴器和离合器是机械装置中常用的部件，它们主要用于联接轴与轴，以传递运动与
2、转矩，也可们主要用于联接轴与轴，以传递运动与转矩，也可用作安全装置。大致有以下类型：用作安全装置。大致有以下类型：联轴器：用于将两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有在机器停车时才可将两轴分离 离合器在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器 安全联轴器与离合器：机器工作时，若转矩超过规定值，即可自行断开 或打滑，以保证机器中的主要零件不因过载而损坏 特殊功用的联轴器与离合器：用于某些特殊要求处，如：在一定的回转方向或达到一定转速时，联轴器或离合器即可自动接合或分离等联轴器和离合器种类繁多，在选
3、用标准件或自行设计时应考虑：传递转矩大小、转速高低、扭转刚度变化、体积大小、缓冲吸振能力等因素。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器14-2 联轴器的种类和特性联轴器的种类和特性普通联轴器的分类普通联轴器的分类 一一.刚性联轴器：刚性联轴器：不能补偿两轴间的相对位移。无减振缓冲能力，要求两轴对中性好。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器套筒联轴器凸缘联轴器夹壳联轴器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器铰制孔用螺栓联铰制孔用螺栓联接接依靠螺栓的抗剪切能力传递扭矩。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器普通螺栓联接普通螺栓联接依靠两半联轴器结合面上摩擦力传递扭矩。江苏大学机械设计课件14联轴
4、器和离合器夹壳联轴器夹壳联轴器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器十字滑块联轴器十字滑块联轴器属于挠性联轴器。由两个端面上开十字滑块联轴器属于挠性联轴器。由两个端面上开有凹型槽的半联轴器和两面带有凸牙的中间盘组成。有凹型槽的半联轴器和两面带有凸牙的中间盘组成。凸牙可在凹槽中滑动，可以补偿安装及运转时两轴凸牙可在凹槽中滑动，可以补偿安装及运转时两轴间的相对位移。一般运用于转速间的相对位移。一般运用于转速n小于小于250r/min,轴轴的刚度较大，无剧烈冲击处。的刚度较大，无剧烈冲击处。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器滑块联轴器滑块联轴器是由两个带凹槽
5、的半联轴器和一个方滑块联轴器是由两个带凹槽的半联轴器和一个方形滑块组成，滑块材料通常为夹布胶木制成。由于形滑块组成，滑块材料通常为夹布胶木制成。由于中间滑块的质量较小，具有弹性，可应用于较高的中间滑块的质量较小，具有弹性，可应用于较高的转速。结构简单、紧凑、适用于小功率、高转速而转速。结构简单、紧凑、适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。无剧烈冲击处。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器齿式联轴器齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒和两个齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒和两个带有外齿的内套筒组成。依靠内外齿相啮合传递扭带有外齿的内套筒组成。依靠内外齿相啮合传递扭矩。齿轮的齿廓曲线为渐开
6、线，啮合角为矩。齿轮的齿廓曲线为渐开线，啮合角为20。这类联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏这类联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高，常用于重型机械中。移量，安装精度要求不高，常用于重型机械中。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器万向联轴器十字轴式万向联轴器，由两个叉形接头、一个中十字轴式万向联轴器，由两个叉形接头、一个中间联接件和轴组成。属于一个可动的联接，且允许间联接件和轴组成。属于一个可动的联接，且允许两轴间有较大的夹角（夹角两轴间有较大的夹角（夹角可达可达35-45)。结。结构紧凑、维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等构紧凑、维护方便，广泛应用于汽车、
7、多头钻床等机器的传动系统。机器的传动系统。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器滚子链联轴器联轴器是利用一条公用的双排链同时与两个齿数联轴器是利用一条公用的双排链同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半联轴器的联接。相同的并列链轮啮合来实现两半联轴器的联接。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器弹性套柱销联轴器用套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。因为通过蛹用套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。因为通过蛹状常用耐油橡胶，以提高其弹性。半联轴器与轴的状常用耐油橡胶，以提高其弹性。半联轴器与轴的配合孔可作成圆柱形或圆锥形。配合孔可作成圆柱形或圆锥形。江苏大学机械设计
8、课件14联轴器和离合器弹性柱销联轴器工作时转矩通过两半联轴器及中间的尼龙柱销而工作时转矩通过两半联轴器及中间的尼龙柱销而传给从动轴。为了防止柱销脱落，在半联轴器的传给从动轴。为了防止柱销脱落，在半联轴器的外侧，用螺钉固定了挡板。外侧，用螺钉固定了挡板。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器梅花形弹性联轴器其结构形式及工作原理与星形弹性联轴器相似，但其结构形式及工作原理与星形弹性联轴器相似，但半联轴器与轴配合的孔可作成圆柱形或圆锥形，并半联轴器与轴配合的孔可作成圆柱形或圆锥形，并以梅花形弹性件取代星形弹性件。弹性件可根据使以梅花形弹性件取代星形弹性件。弹性件可根据使用要求选用不同硬度的聚氨酯橡胶
9、、铸型尼龙等材用要求选用不同硬度的聚氨酯橡胶、铸型尼龙等材料制造。工作温度范围为料制造。工作温度范围为-35+80C，短时工作温，短时工作温度可达度可达100C，传递的公称转矩为，传递的公称转矩为1625000N.m。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器轮胎联轴器轮胎联轴器用橡胶或橡胶织物制成轮轮胎联轴器用橡胶或橡胶织物制成轮胎状的弹性元件，两端用压板及螺钉胎状的弹性元件，两端用压板及螺钉分别压在两个半联轴器上。这种联轴分别压在两个半联轴器上。这种联轴器富有弹性，具有良好的消振能力，器富有弹性，具有良好的消振能力，能有效地降低动载荷和补偿较大的轴能有效地降低动载荷和补偿较大的轴向位移，而且绝
10、缘性能好，运转时无向位移，而且绝缘性能好，运转时无噪声。缺点是径向尺寸较大；当转矩噪声。缺点是径向尺寸较大；当转矩较大时，会因过大扭转变形而产生附较大时，会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷。为了便于装配，有时将加轴向载荷。为了便于装配，有时将轮胎开出径向切口，但这时承载能力轮胎开出径向切口，但这时承载能力要显著降低。要显著降低。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器膜片联轴器其弹性元件为一定数量的很薄的其弹性元件为一定数量的很薄的多边环形（或圆环形）金属膜片叠多边环形（或圆环形）金属膜片叠合而成的膜片组。在膜片的圆周上合而成的膜片组。在膜片的圆周上有若干个螺栓孔，用绞制孔用螺栓有若干个螺栓孔，
11、用绞制孔用螺栓交错间隔与半联轴器相联接。这样交错间隔与半联轴器相联接。这样将弹性元件上的弧段分为交错受压将弹性元件上的弧段分为交错受压缩和受拉伸的两部分，拉伸部分传缩和受拉伸的两部分，拉伸部分传递转矩，压缩部分趋向皱折。当机递转矩，压缩部分趋向皱折。当机组存在轴向、径向和角位移时，金组存在轴向、径向和角位移时，金属膜片便产生波状变形。属膜片便产生波状变形。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器星形弹性联轴器两半联轴器上均制有凸牙，用橡胶等类材料制成的星两半联轴器上均制有凸牙，用橡胶等类材料制成的星形弹性件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工作时，形弹性件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工作时，星形弹
12、性件受压缩并传递转矩。这种联轴器允许轴的星形弹性件受压缩并传递转矩。这种联轴器允许轴的径向位移为径向位移为0.2mm，偏角位移为，偏角位移为130。因弹性件只。因弹性件只受压不受拉，工作情况有所改善，故寿命较长。受压不受拉，工作情况有所改善，故寿命较长。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器剪切销安全联轴器剪切销安全联轴器双剪的双剪的 单剪的单剪的 这种联轴器有单剪的和双剪的两种。这类联轴器由这种联轴器有单剪的和双剪的两种。这类联轴器由于销钉材料机械性能的不稳定，以及制造尺寸的误于销钉材料机械性能的不稳定，以及制造尺寸的误差等原因，致使工作精度不高；而且销钉剪断后，差等原因，致使工作精度不高；
13、而且销钉剪断后，不能自动恢复工作能力，因而必须停车更换销钉。不能自动恢复工作能力，因而必须停车更换销钉。但由于构造简单，所以对很少过载的机器还常采用。但由于构造简单，所以对很少过载的机器还常采用。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器14-3 联轴器的选择联轴器的选择江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器选择联轴器的类型计算联轴器的计算转矩进行必要的承载能力校核规定部件相应的安装精度协调轴孔直径校核最大转矩确定联轴器的型号选用的基本步骤为江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器14-4 离合器离合器作用：离合器用来联接两根轴，使之一起转动并传递转矩，在工作中主、从动部分可分离可接合。一、离合器的
14、分类 按其工作原理可分为嵌入式、摩擦式两类；按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类；按操纵方式分有机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器等；可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能在特定条件下，自动地接合或分离。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器二、对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器牙嵌离合器由两个端面上有牙的半离合器组成。其中牙嵌离合器由两个
15、端面上有牙的半离合器组成。其中一个半离合器固定在主动轴上；另一个半离合器用导一个半离合器固定在主动轴上；另一个半离合器用导键（或花键）与从动轴联接，并可由操纵机构使其作键（或花键）与从动轴联接，并可由操纵机构使其作轴向移动，以实现离合器的分离与接合。牙嵌离合器轴向移动，以实现离合器的分离与接合。牙嵌离合器是借牙的相互嵌合来传递运动和转矩的。为使两半离是借牙的相互嵌合来传递运动和转矩的。为使两半离合器能够对中，在主动轴端的半离合器上固定一个对合器能够对中，在主动轴端的半离合器上固定一个对中环，从动轴可在对中环内自由转动。中环，从动轴可在对中环内自由转动。牙嵌离合器牙嵌离合器江苏大学机械设计课件1
16、4联轴器和离合器在主从动上分别安装摩擦盘，操纵环可以使摩擦盘跟从动轴移动。接合时两盘压紧，主动轴上的转矩由两盘接触面间产生的摩擦力矩传到从动轴上 单盘摩擦离合器单盘摩擦离合器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器多盘摩擦离合器有两组摩擦盘：一组外摩擦盘以多盘摩擦离合器有两组摩擦盘：一组外摩擦盘以其外齿插入主动轴上的外鼓轮内缘的纵向槽中，盘其外齿插入主动轴上的外鼓轮内缘的纵向槽中，盘的孔壁则不与任何零件接触，故外盘可与主动轴一的孔壁则不与任何零件接触，故外盘可与主动轴一起转动，并可在轴向力推动下沿轴向移动；另一组起转动，并可在轴向力推动下沿轴向移动；另一组内摩擦盘以其孔壁凹槽与从动轴上的套筒的凸
17、齿相内摩擦盘以其孔壁凹槽与从动轴上的套筒的凸齿相配合，而盘的外缘不与任何零件接触，故内盘可与配合，而盘的外缘不与任何零件接触，故内盘可与从动轴一起转动，也可在轴向力推动下作轴向移动。从动轴一起转动，也可在轴向力推动下作轴向移动。多盘摩擦离合器多盘摩擦离合器江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器该离合器由主动齿轮、从动盘、外套筒、弹簧、调节该离合器由主动齿轮、从动盘、外套筒、弹簧、调节螺母组成。螺母组成。滚珠安全离合器滚珠安全离合器 江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器这种离合器由爪轮、套筒、滚柱、弹簧顶杆等组成。这种离合器由爪轮、套筒、滚柱、弹簧顶杆等组成。滚柱式定向离合器滚柱式定向离合器 江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器2022-10-29江苏大学机械设计课件14联轴器和离合器
