第五章 联轴器、离合器

1、一、基本内容及学习要求一、基本内容及学习要求 二、学习指导二、学习指导 三、典型实例分析三、典型实例分析 四、复习题四、复习题 五五 、复习题参考答案、复习题参考答案 第十四章联轴器、离合器和制动器第十四章联轴器、离合器和制动器 回目录 1基本内容基本内容 （1）联轴器的组成与分类；几种常用联轴器）联轴器的组成与分类；几种常用联轴器 的结构、的结构、工作原理、特点以及选择和计算方法。工作原理、特点以及选择和计算方法。 （2）离合器的组成与分类；几种常用离合器）离合器的组成与分类；几种常用离合器 的结构、的结构、工作原理、特点及其选择。工作原理、特点及其选择。 （3）制动器的组成与分类；几种常用

2、制动器）制动器的组成与分类；几种常用制动器 的工作原的工作原理。理。 一、基本内容及学习要求一、基本内容及学习要求 2学习要求学习要求 （1）了解联轴器、离合器和制动器的功用。）了解联轴器、离合器和制动器的功用。 （2）掌握联轴器连接两轴间位置的补偿原理，）掌握联轴器连接两轴间位置的补偿原理， 联轴器联轴器 与离合器在功能上的异同点。与离合器在功能上的异同点。 （3）掌握常用联轴器、离合器和制动器的主要）掌握常用联轴器、离合器和制动器的主要 类型、结构特点、工作原理、性能和选择及计算方类型、结构特点、工作原理、性能和选择及计算方 法。法。 一、基本内容及学习要求一、基本内容及学习要求 3.重点

3、重点 几种常用联轴器、离合器和制动器的种类、几种常用联轴器、离合器和制动器的种类、 工作原理、结构、特点。工作原理、结构、特点。 4.难点难点 各种联轴器、离合器的选用。各种联轴器、离合器的选用。 一、基本内容及学习要求一、基本内容及学习要求 第一节第一节 联轴器联轴器 一、联轴器的组成和分类一、联轴器的组成和分类 联轴器联轴器和离合器是用来联接两轴（或轴与转动件），并传和离合器是用来联接两轴（或轴与转动件），并传 递运动和转矩的部件递运动和转矩的部件。两者的区别是：两者的区别是：用联轴器联接的两轴只用联轴器联接的两轴只 有在机器停车后，通过拆卸才能彼此分离；而用离合器联接的有在机器停车后，通

4、过拆卸才能彼此分离；而用离合器联接的 两轴则可在机器转动过程中随时使两轴分离和接合。两轴则可在机器转动过程中随时使两轴分离和接合。制动器是制动器是 对机械的运动件施加阻力或阻力矩，使其减速、停止或保持静对机械的运动件施加阻力或阻力矩，使其减速、停止或保持静 止状态的部件。止状态的部件。 第十四章联轴器、离合器和制动器第十四章联轴器、离合器和制动器 二、二、 联轴器与离合器的联轴器与离合器的分类分类 无弹性元无弹性元 件联轴器件联轴器 刚性联轴器刚性联轴器 联联 轴轴 器器 套筒联轴器套筒联轴器 凸缘凸缘联轴器联轴器 夹壳夹壳联轴器联轴器 齿式联轴器齿式联轴器 十字滑块联轴器十字滑块联轴器 挠性

5、联轴器挠性联轴器 有弹性元有弹性元 件联轴器件联轴器 滑块联轴器滑块联轴器 万向联轴器万向联轴器 滚子链联轴器滚子链联轴器 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 梅花形弹性联轴器梅花形弹性联轴器 轮胎联轴器轮胎联轴器 膜片联轴器膜片联轴器 星形弹性联轴器星形弹性联轴器 下面将对各种联轴器作详细介绍 联轴器分为刚性联轴器联轴器分为刚性联轴器 和弹性联轴器和弹性联轴器 。刚性联轴器又分为固。刚性联轴器又分为固 定式和可移式两种型式。定式和可移式两种型式。固定式联轴器固定式联轴器要求两轴严格对中；要求两轴严格对中； 而而可移式联轴器可移式联轴器允许两轴有一定的安装误差，

6、能补偿两轴的允许两轴有一定的安装误差，能补偿两轴的 对中偏差。对中偏差。弹性联轴器弹性联轴器内包含有弹性元件，具有缓冲吸振作内包含有弹性元件，具有缓冲吸振作 用，同时可补偿两轴间的偏移。用，同时可补偿两轴间的偏移。 固定式刚性联轴器又可分为：套筒式联轴器、夹壳式联轴固定式刚性联轴器又可分为：套筒式联轴器、夹壳式联轴 器和凸缘式联轴器。器和凸缘式联轴器。 二、固定式刚性联轴器二、固定式刚性联轴器 应用最广泛的是应用最广泛的是凸缘式联轴器凸缘式联轴器GB5843GB584386 86 。这种联轴器要这种联轴器要 求两轴线严格对中准确。适用于速度比较低，转矩比较大的求两轴线严格对中准确。适用于速度比

7、较低，转矩比较大的 场合。场合。 三、三、 可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器 1. 1. 齿式联轴器齿式联轴器(GB8854.3-2001)(GB8854.3-2001) 齿式联轴器是允许两轴作综合位移的，它允许径向位移齿式联轴器是允许两轴作综合位移的，它允许径向位移 y y6.3mm6.3mm，角位移，角位移30 30 。常用重型机械中。常用重型机械中。 2.2.十字十字滑块联轴器滑块联轴器 两轴线之间允许径向位移两轴线之间允许径向位移y y0.04d0.04d（d d为轴径），角位移为轴径），角位移 3030。应用在刚度较大，转速较低的场合，限制转速。应用在刚度较大，转速较低的场合，限制转

8、速 在在n300rn300rmin min 。 x y x y 轴向位移x径向位移y 角位移 综合位移x、y、 潘存云教授研制 5、双万向铰链机构、双万向铰链机构 将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。 安装要求：安装要求： 主动、从动、中间三轴共面；主动、从动、中间三轴共面； 主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等；角应相等； 中间轴两端的叉面应在同一平面内。中间轴两端的叉面应在同一平面内。 C 2 1 21 C 为了消除从动轴变速转动的缺点，常 3. 万向联轴器万向联轴器

9、当一个轴的位置固定以后，另一个轴可以在任意方向偏斜当一个轴的位置固定以后，另一个轴可以在任意方向偏斜 角，允许角位移在角，允许角位移在3545左右左右 。主要用在汽车、。主要用在汽车、 拖拉机底盘拖拉机底盘等机械中。等机械中。 四、弹性联轴器四、弹性联轴器 1. 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 (GB43232002) 特点是：结构简单、更换方便，能吸收冲击振动，并能补偿特点是：结构简单、更换方便，能吸收冲击振动，并能补偿 两轴线的位移和偏斜。主要用在连接经常正、反转、启动频繁、两轴线的位移和偏斜。主要用在连接经常正、反转、启动频繁、 载荷比较平稳，传递功率比较大的场合。载荷比较平稳，传递功

10、率比较大的场合。 2. 弹性弹性柱销联轴器柱销联轴器 (GB50142003) 适用于轴向窜动量大、正反转变化较多和启动频繁的场合。适用于轴向窜动量大、正反转变化较多和启动频繁的场合。 第二节第二节 离合器离合器 作用：在机器中使两轴随时分离或接合来传递动力。作用：在机器中使两轴随时分离或接合来传递动力。 一、一、牙嵌离合器牙嵌离合器适用于速度比较低场合。并且不能在机器运转适用于速度比较低场合。并且不能在机器运转 过程中接合。过程中接合。 二、二、 圆盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器 分分单片单片和多片。和多片。 多片圆盘摩擦离合器多片圆盘摩擦离合器特点是：两轴能在不停车的情况下特点是：两轴能在不停

11、车的情况下 进行接合，而且接合的比较平稳，冲击振动小，当过载时，进行接合，而且接合的比较平稳，冲击振动小，当过载时， 摩擦面之间发生打滑，还可以避免损坏其他零件，起到安全摩擦面之间发生打滑，还可以避免损坏其他零件，起到安全 装置的作用。应用相当广泛。装置的作用。应用相当广泛。 三、三、 联轴器与离合器的选用联轴器与离合器的选用 1. 联轴器与离合器的选择联轴器与离合器的选择 a）通常对于载荷平稳、转速低且稳定、刚性大的短轴可选）通常对于载荷平稳、转速低且稳定、刚性大的短轴可选 用刚性固定式联轴器；用刚性固定式联轴器； b）对于载荷平稳、转速低且稳定、刚性小的长轴，为了补）对于载荷平稳、转速低且

12、稳定、刚性小的长轴，为了补 偿安装误差和轴或其他相连接件的变形，可选用无弹性元偿安装误差和轴或其他相连接件的变形，可选用无弹性元 件挠性联轴器；件挠性联轴器； c）对传递转矩较大的重型机械，选用齿轮联轴器；）对传递转矩较大的重型机械，选用齿轮联轴器； d）对于高速且有冲击振动的轴应选用有弹性元件挠性联轴）对于高速且有冲击振动的轴应选用有弹性元件挠性联轴 器。器。 2. 选择步骤：选择步骤： a ) 大部分联轴器已标准化，设计时主要是根据机器大部分联轴器已标准化，设计时主要是根据机器 的工作要求和特点，结合联轴器的性能选择合适的类型。的工作要求和特点，结合联轴器的性能选择合适的类型。 b) 按照

13、连接的主从动轴径、计算转矩和转速在标准按照连接的主从动轴径、计算转矩和转速在标准 中选出相应的型号。中选出相应的型号。在选用时，应使标准中相应型号联轴在选用时，应使标准中相应型号联轴 器的许用最大转矩大于或等于计算转矩，同时被连接的主器的许用最大转矩大于或等于计算转矩，同时被连接的主 从动轴径的尺寸要在相应型号联轴器允许的直径范围之内。从动轴径的尺寸要在相应型号联轴器允许的直径范围之内。 计算转矩：计算转矩： TcKAT KA工作情况系数工作情况系数 表表171 。T电机额定转矩电机额定转矩 举例：举例： 例例1 凸缘联轴器凸缘联轴器 代号：代号：YL8YL8联轴器联轴器4040112 GB5

14、843-86112 GB5843-86 表示：表示：Y型轴孔，型轴孔，A型键槽，轴孔直径型键槽，轴孔直径d=40mm, 轴孔长度轴孔长度L=112mm。Y型表示长圆柱型轴孔。型表示长圆柱型轴孔。 该型号说明主动轴和从动轴直径和长度相同。该型号说明主动轴和从动轴直径和长度相同。 例例2：如果主动轴和从动轴直径和长度不相同：如果主动轴和从动轴直径和长度不相同， 分别写为分别写为: 分子主动轴，分母从动轴。分子主动轴，分母从动轴。J型和型和J1型表示：短圆柱型型表示：短圆柱型 轴孔。轴孔。 865843GB 11240BJ 6035J 8YL 1 联轴器联轴器 844323GB 4218JB 301

15、6ZC 3TL 联轴器联轴器 例例3：弹性套柱销联轴器：弹性套柱销联轴器 表示：表示：分子是主动轴分子是主动轴，Z型轴孔（带型轴孔（带1：10锥度的锥孔）锥度的锥孔） C型键槽，型键槽，d1=16mm，L=30 mm 。 分母是从动轴，分母是从动轴， J型轴孔型轴孔, B型键槽型键槽, d1=18mm, L=42mm。 第三节第三节 制动器制动器 一、制动器的工作原理、组成和类型一、制动器的工作原理、组成和类型 1.制动器的工作原理制动器的工作原理 制动器多为摩擦制动器，即利用摩擦元件之间产生摩擦制动器多为摩擦制动器，即利用摩擦元件之间产生摩擦 阻力矩来消耗机械运动部件的动能，以达到制动的目的

16、。阻力矩来消耗机械运动部件的动能，以达到制动的目的。 制动器通常安装在机械中转速较高的轴上，这样所需制制动器通常安装在机械中转速较高的轴上，这样所需制 动力矩和制动器尺寸均可较小。动力矩和制动器尺寸均可较小。 图图13-3 2. 制动器的组成制动器的组成 制动器主要由制动架、摩擦元件和驱动装置三部分组成制动器主要由制动架、摩擦元件和驱动装置三部分组成 。 制动架是制动器其他部分安装和支承的基础。摩擦元件与制制动架是制动器其他部分安装和支承的基础。摩擦元件与制 动轮以面相接触，以产生制动摩擦力矩。驱动装置则将作用动轮以面相接触，以产生制动摩擦力矩。驱动装置则将作用 于制动器的驱动力放大并传递给摩

17、擦元件以实现制动（紧于制动器的驱动力放大并传递给摩擦元件以实现制动（紧 闸），或使摩擦元件与制动轮脱离接触而松闸。另外，许多闸），或使摩擦元件与制动轮脱离接触而松闸。另外，许多 制动器摩擦元件的间隙还装有自动调整装置。制动器摩擦元件的间隙还装有自动调整装置。 3.3.制动器的类型制动器的类型 摩擦制动器按摩擦元件的结构型式分为带式制动器、闸瓦摩擦制动器按摩擦元件的结构型式分为带式制动器、闸瓦 式制动器和盘式制动器三类。式制动器和盘式制动器三类。 三、典型实例分析三、典型实例分析 例例13-1一碎石机轴与齿轮减速器输出轴相连接。一碎石机轴与齿轮减速器输出轴相连接。 已知工作转矩已知工作转矩T=2

18、.5kNm，减速器输出轴轴径减速器输出轴轴径d1=90mm； 碎石机轴径碎石机轴径d2=100mm，转速转速n=800rmin，试确定联轴试确定联轴 器的型号，并写出其标记。器的型号，并写出其标记。 三、典型实例分析三、典型实例分析 解：解： 类型选择类型选择 因用于低速轴，传递转矩较大，为使结构紧凑，选用因用于低速轴，传递转矩较大，为使结构紧凑，选用 齿式联轴器。齿式联轴器。 求计算转矩求计算转矩Tc 根据原动机为电动机，工作机为碎石机查得：工作情根据原动机为电动机，工作机为碎石机查得：工作情 况系数况系数K=2.3，求得计算转矩为求得计算转矩为 Tc=KT=（2.32.5）kNm =5.7

19、5kNm 三、典型实例分析三、典型实例分析 型号选择型号选择 从机械设计手册（从机械设计手册（ZB/T190131989）查得：查得： GCL7 型鼓形齿式联轴器的许用转矩为型鼓形齿式联轴器的许用转矩为6300Nm，许用最大转速为许用最大转速为 3750r/min，轴径范围为轴径范围为50105mm，故合用。，故合用。 减速器轴端半联轴器用减速器轴端半联轴器用Y型轴孔，轴孔直径型轴孔，轴孔直径 d1=90mm， 轴孔长度轴孔长度L1=172mm；碎石机轴端半联轴器用碎石机轴端半联轴器用J1型轴孔，轴型轴孔，轴 孔直径孔直径d2=100mm，轴孔长度轴孔长度L2=167mm。所以联轴器的标记所以

20、联轴器的标记 为为 GCL7 联轴器8910913 167100 17290 1 JZB J Y 三、典型实例分析三、典型实例分析 常用联轴器的特点和使用条件常用联轴器的特点和使用条件 类别类别型式型式特点特点使用条件使用条件 联轴器联轴器 刚性固定式刚性固定式 套筒联轴器套筒联轴器 结构较简单，径结构较简单，径 向尺寸小，但装拆向尺寸小，但装拆 不方便不方便 用于两轴直径较小，用于两轴直径较小， 同心度高、工作平稳同心度高、工作平稳 的连接的连接 凸缘联轴器凸缘联轴器 结构简单，成本结构简单，成本 低，能传递较大的低，能传递较大的 转矩转矩 对中精度较高，载对中精度较高，载 荷平稳的连接荷平

21、稳的连接 三、典型实例分析三、典型实例分析 常用联轴器的特点和使用条件常用联轴器的特点和使用条件 类别类别型式型式特点特点使用条件使用条件 联轴器联轴器 刚性可移式刚性可移式 十字滑块联轴十字滑块联轴 器器 径向尺寸小，寿命径向尺寸小，寿命 较长，但制造复杂，较长，但制造复杂， 需要润滑需要润滑 用于低速传动，两轴同用于低速传动，两轴同 轴度误差较大的情况轴度误差较大的情况 齿式联轴器齿式联轴器 承载能力大，工作承载能力大，工作 可靠，但制造成本高可靠，但制造成本高 可在高温重载条件下工可在高温重载条件下工 作，常用在起动频繁，正作，常用在起动频繁，正 反转变化较多的场合反转变化较多的场合 万

22、向联轴器万向联轴器 径向尺寸小，结构径向尺寸小，结构 紧凑，维护方便，单紧凑，维护方便，单 个使用有附加动载荷，个使用有附加动载荷， 所以常成对使用所以常成对使用 用于两轴夹角大、或两用于两轴夹角大、或两 轴平行但连接距离大的场轴平行但连接距离大的场 合合 三、典型实例分析三、典型实例分析 常用联轴器的特点和使用条件常用联轴器的特点和使用条件 类别类别型式型式特点特点使用条件使用条件 弹性联轴器弹性联轴器 弹性套柱销弹性套柱销 联轴器联轴器 弹性较好，装拆方弹性较好，装拆方 便，成本低，但弹性便，成本低，但弹性 套易损坏，寿命短，套易损坏，寿命短， 要限制使用温度要限制使用温度 用于连接载荷平

23、用于连接载荷平 稳，需正反转，起稳，需正反转，起 动频繁，高速轻载动频繁，高速轻载 的场合的场合 弹性柱销联弹性柱销联 轴器轴器 结构简单，制造容结构简单，制造容 易，维护方便，寿命易，维护方便，寿命 长，但要限制使用温长，但要限制使用温 度度 用于正反转变化用于正反转变化 较多，起动频繁的较多，起动频繁的 高、低速传动高、低速传动 1. 问答题问答题 联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何异同？联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何异同？ 刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器有何区别？各适刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器有何区别？各适 合于什么工作条件？合于什么工作条件？ 刚性可移式

24、联轴器和弹性联轴器有何区别？各适合于什刚性可移式联轴器和弹性联轴器有何区别？各适合于什 么工作条件？么工作条件？ 刚性凸缘式联轴器有哪几种对中方法？各有什么特点？刚性凸缘式联轴器有哪几种对中方法？各有什么特点？ 单万向联轴器的主要缺点是什么？双万向联轴器正确安单万向联轴器的主要缺点是什么？双万向联轴器正确安 装的条件是什么？装的条件是什么？ 怎样计算联轴器的计算转矩？工作情况系数怎样计算联轴器的计算转矩？工作情况系数K与哪些因与哪些因 素有关？素有关？ 四、复习题四、复习题 在下列工况下，选择哪类联轴器较好？试举出一种联在下列工况下，选择哪类联轴器较好？试举出一种联 轴器的名称。轴器的名称。

25、载荷平稳、冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望载荷平稳、冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望 寿命较长；寿命较长； 载荷比较平稳、冲击不大，但两轴轴线具有一定程度载荷比较平稳、冲击不大，但两轴轴线具有一定程度 的相对偏移；的相对偏移； 载荷不平稳，且具有较大冲击和振动。载荷不平稳，且具有较大冲击和振动。 牙嵌离合器常用的牙形有几种？各有什么特点？牙嵌离合器常用的牙形有几种？各有什么特点？ 为什么要限制圆盘摩擦离合器接合面的数目？为什么要限制圆盘摩擦离合器接合面的数目？ 制动器常用在哪些场合？它们的工作原理是什么？制动器常用在哪些场合？它们的工作原理是什么？ 制动器通常是安装在机器的高速轴上还是

26、低速轴上？制动器通常是安装在机器的高速轴上还是低速轴上？ 为什么？为什么？ 四、复习题四、复习题 2. 选择题选择题 （1）联轴器与离合器的主要作用是）联轴器与离合器的主要作用是_。 (A) 缓和冲击和振动；缓和冲击和振动； (B) 补偿两轴间的偏移；补偿两轴间的偏移； (C) 联接两轴并传递运动和转矩；联接两轴并传递运动和转矩； (D) 防止机器发生过载。防止机器发生过载。 （2）刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是）刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是_。 (A) 弹性联轴器内装有弹性件，而刚性联轴器没有；弹性联轴器内装有弹性件，而刚性联轴器没有； (B) 弹性联轴器能补偿两轴间的偏移，而刚性

27、联轴器不能；弹性联轴器能补偿两轴间的偏移，而刚性联轴器不能； (C) 刚性联轴器要求两轴严格对中，而弹性联轴器不要求对中；刚性联轴器要求两轴严格对中，而弹性联轴器不要求对中； (D) 弹性联轴器过载时能打滑，而刚性联轴器不能。弹性联轴器过载时能打滑，而刚性联轴器不能。 （3）弹性联轴器不适用于）弹性联轴器不适用于_工作场合。工作场合。 (A) 两轴线有相对偏移；两轴线有相对偏移； (B) 传递较大转矩；传递较大转矩； (C) 两轴线倾斜一角度；两轴线倾斜一角度； (D) 工作中有冲击、振动及起动频繁工作中有冲击、振动及起动频繁 四、复习题四、复习题 （4）安装凸缘联轴器时，对两轴的要求是）安装

28、凸缘联轴器时，对两轴的要求是_。 (A) 两轴严格对中；两轴严格对中； (B) 两轴可有径向偏移；两轴可有径向偏移； (C) 两轴可相对倾斜一角度；两轴可相对倾斜一角度； (D) 两轴可有综合位移。两轴可有综合位移。 （5）齿式联轴器的特点是）齿式联轴器的特点是_。 (A) 可补偿两轴的综合位移；可补偿两轴的综合位移； (B)可补偿两轴的径向偏移；可补偿两轴的径向偏移； (C) 可补偿两轴的角偏移；可补偿两轴的角偏移； (D) 有齿顶间隙，能吸收振动有齿顶间隙，能吸收振动 （6）下列）下列_不是弹性套柱销联轴器的特点。不是弹性套柱销联轴器的特点。 (A) 结构简单，装拆方便；结构简单，装拆方便

29、； (B) 价格低廉；价格低廉； (C) 能吸收振动和补偿两轴的综合位移。能吸收振动和补偿两轴的综合位移。 (D) 弹性套不易损坏，使用寿命长。弹性套不易损坏，使用寿命长。 （7）用于联接两相交轴的单万向联轴器，其主要缺点是）用于联接两相交轴的单万向联轴器，其主要缺点是_。 (A) 结构庞大，维护困难；结构庞大，维护困难；(B) 零件易损坏，使用寿命短；零件易损坏，使用寿命短； (C) 只能传递小转矩；只能传递小转矩； (D) 主动轴作等速运动，但从动轴作周期性的变速运动。主动轴作等速运动，但从动轴作周期性的变速运动。 四、复习题四、复习题 （8）桥式起重机两传动轴用齿式联轴器）桥式起重机两传

30、动轴用齿式联轴器CL2相联，两轴直径相等，相联，两轴直径相等， 轴的转速轴的转速n = 70r/min，如该联轴器许用最大转矩为，如该联轴器许用最大转矩为1400Nm，取工，取工 作情况系数作情况系数K=1.5，试求联轴器能传递的最大功率，试求联轴器能传递的最大功率Pmax 。 (A) Pmax=10.26kW； （B）Pmax=6.84kW； (C) Pmax=10kW； （D） Pmax=15.39kW。 （9）牙嵌离合器只能在）牙嵌离合器只能在_接合。接合。 (A) 单向转动时；单向转动时； （B）高速转动时；）高速转动时； (C) 正反转工作时；正反转工作时； （D）两轴转速差很小或停车时。）两轴转速差很小或停车时。 （10）某机器的两轴，要求在任何转速下都能接合，应选择）某机器的两轴，要求在任何转速下都能接合，应选择