联轴器知识大全

联轴器和离合器

1、

联轴器

2、

离合器

概述主菜单第一页，共53页。联轴器

联接两轴一起运转，传递运动和转矩（只传递T,不传递M）。有的可用作安全装置。联轴器——联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离离合器——联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合一、功用二、区别三、应用可将整机分为部件，便于制造、装卸、运输。离合器还可操纵机器的启动、制动、换向和变速。联轴器和离合器种类很多，有些已经标准化，本节仅介绍常见的类型联轴器和离合器第二页，共53页。联轴器联轴器刚性联轴器

联轴器分类：弹性联轴器

凸缘联轴器

套筒联轴器

夹壳式联轴器

剪销式安全联轴器

齿轮联轴器

十字滑块联轴器万向联轴器

簧片联轴器蛇形弹簧联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器梅花形弹性联轴器轮胎式联轴器刚性固定式

要求两轴严格对中，工作时两轴不能移动。刚性可移式

允许两轴有一定位移,靠运动副组成得动联接补偿轴的偏移。金属弹性元件联轴器靠金属弹性元件的变形补偿两轴的偏移非金属弹性元件联轴器利用非金属弹性元件的变形补偿轴的偏移。强度高，承载能力大,E大且稳定,受T影响小,但成本高。E变化范围大,阻尼效应好,重量轻,成本低,但强度低,承载能力小,寿命较短。第三页，共53页。联轴器一、刚性固定式联轴器（一）套筒联轴器（图11-20）组成：套筒+联接零件(键或销钉传递T)套筒材料：35或45钢特点：结构简单，径向尺寸小，成本低。应用：载荷不大，工作平稳，两轴严格对中处，在机床工业中广泛应用。（二）凸缘联轴器（图11-21）组成：两个带凸缘的半联轴器，分装在两轴端，靠螺栓联接—传递T凸肩与凹槽嵌合对中(b)—拆开时要做轴向移动。(普通螺栓联接)对中铰制孔螺栓对中(a)—拆下螺栓即可分开两轴，装拆方便工作原理：铰制孔螺栓联接——靠螺栓受挤压和剪切传递转矩（点击看图）

普通螺栓联接——靠凸缘接合面上的摩擦力传递转矩（点击看图）

半联轴器材料：HT200——用于转矩中等以下，v≤35m/s；ZG270-500或35钢——用于重载，v高的场合。

第四页，共53页。联轴器特点：结构简单，对中较可靠，传递转矩大，但不消振。应用：转速低，轴刚性大，载荷平稳，两轴严格对中，无冲击的场合。尺寸已标准化，见GB5843-86，重要场合要验算螺栓联接的强度。剪销式安全联轴器将螺栓联接→销钉联接，过载时销钉剪断，以防重要零件损坏。（点击看图）

二、刚性可移式联轴器由于制造安装误差,轴变形及温度变化等原因,使两轴不能保证严格对中,而存在不同程度的偏移或偏斜两轴的偏移形式：（图11-19）

若用刚性联轴器将引起附加动载荷，∴要求联轴器或离合器从结构上适应各种形式的偏移，以保证正常工作。第五页，共53页。联轴器（一）滑块联轴器（图11-22）组成：两个端面开凹槽的半联轴器＋一个两面有凸牙(榫)的浮动盘

凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移特点：浮动盘中心的运动轨迹为圆，其直径等于两轴的偏心距e=△y，

在两轴有相对位移情况下工作时，中间盘会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。材料：两半联轴器——45钢或ZG310-570（大尺寸用）中间浮动盘——45钢，表面淬火应用：径向偏移△y较大，T大，无冲击，低速传动的两轴联接，允许nmax=100~250r/min，△y≤0.04d,△α≤30′。点击动画第六页，共53页。联轴器（二）齿轮联轴器（图）组成：两个带外齿的半联轴器1＋两个带内齿的外壳3＋联接螺栓5，靠内外齿啮合传递T。

特点：①齿形为渐开线,α＝20°,一般Z=30~80；②外齿齿顶承椭球面,且与内齿啮合后有适当的顶隙和侧隙∴允许较大的综合偏移；③外壳内贮油，以便润滑啮合齿轮；④因啮合传动，传递转矩大；⑤制造困难，成本高。材料：45锻钢或铸钢，HB≥250；外壳HB≥290。应用：重型机械，允许

△y＝2.4~6.3mm，△α＜3°。因计算困难，一般根据转矩查标准，选取合适的尺寸第七页，共53页。联轴器（三）万向联轴器（图11-23）组成：两个叉形接头1、3＋中间十字轴2＋轴销(在十字轴里)——构成可动的联接。

特点：①允许两轴间有较大的角偏移,αmax=35°～45°(但α↑η↓)；②运转中α变化也能工作，但瞬时传动比变化，且ω1≠ω2；

③径向尺寸小。缺点:当主动轴角速度ω1为常数时，从动轴的角速度ω3在一定范围内(ω1cosα≤ω3≤ω1/cosα)变化，→引起附加动载荷。∴常将万向联轴器成对使用——双万向联轴器（动画）为使ω3=ω1，安装注意：①必须保证主从动轴与中间联接轴之间的夹角相等，②中间轴两端的叉形接头应在同一平面内。α1＝α2α1＝α2’这时，中间轴转速仍不均匀，但因惯性不大，产生的动载荷也不大。十字轴式万向联轴器（图）（动画）第八页，共53页。联轴器双万向联轴器示意图材料：合金钢40Cr，20Cr等。应用：机床、汽车、工程机械等设备中。以上各种联轴器的共同特点：1）刚性零件，∴缺乏缓冲吸振能力；2）有相对滑动的零件,∴磨损↑间隙↑,当载荷、速度变化时,引起冲击；3）零件间的摩擦阻力随载荷的增加而增加，当阻力达到一定程度时，零件移动困难→附加动载荷。∴要求这类联轴器摩擦表面硬度高，且需润滑以减少摩擦阻力。第九页，共53页。三、金属弹性元件联轴器联轴器主要特点：补偿两轴偏移，偏斜，缓冲、吸振，减小轴的扭转振动。应用：频繁启动、变载、常正反转动，两轴不能严格对中的场合。常用的有：蛇形弹簧联轴器，簧片联轴器。径向簧片联轴器组成：两半联轴器＋一叠簧片(6组径向放置)＋联接螺栓＋外轮簧片一端固定在轮毂中，另一端嵌在外轮的楔槽中特点：弹性高,阻尼值大,传递T大,结构紧凑,工作可靠,不受温度、灰尘等环境影响。允许△y＝0.45~1mm,

△x=1.5~5mm,

△α=0.2°应用：载荷变动较大,易发生扭转振动的轴系,如高速大功率柴油机驱动的机组中特性：联轴器受T后，被联接两轴将因弹性元件的变形而产生相应的扭转角φ。

定刚度—φ与T成正比关系的弹性元件为定刚度，

变刚度—φ与T不成正比的为变刚度。金属材料的弹性元件由于其结构不同，可有变刚度的与定刚度的两种。第十页，共53页。联轴器四、非金属弹性元件联轴器（一）弹性套柱销联轴器

（图11-25）组成：两半联轴器＋套有弹性圈的柱销特点：结构简单，成本低，允许综合偏移，且缓冲、吸振。允许最大偏移量：

△y＝0.2~0.7mm,

△x=2~7.5mm,

△α=30′～1°30′注：为补偿较大的△x，安装时要留出间隙C,设计时要留出距离A，以便更换橡胶圈时不必拆开两轴。（见图18－11）材料：半联轴器——HT200,ZG270-500,或35钢柱销——35钢，正火处理弹性套——天然橡胶或合成橡胶应用：启动频繁,变载下工作的轴联接；工作温度t=-20~50℃；圆周速度Vmax＜30m/s；确保无油和其它有害于橡胶的介质。

非金属材料的弹性元件都是变刚度的，常用非金属材料的刚度多随载荷的增大而增大，故缓冲性好，特别适用于工作载荷有较大变化的机器。第十一页，共53页。联轴器（二）弹性柱销联轴器

（图11-26）组成：两半联轴器＋MC尼龙柱销+两侧挡板（以防柱销滑出）特点：结构简单,制造容易,维护方便,传递T大,允许较大的△y,缓冲、吸振,但对温度敏感,不宜用于高温。允许偏移量：

△y＝0.15~0.25mm,△α=30′工作温度：t=-20~60℃应用：代替弹性套柱销联轴器，传递大的T。（三）梅花形弹性联轴器

（图）组成：将梅花形弹性元件置于两半联轴器的凸爪之间,工作时弹性件受挤压并传递转矩。特点：结构简单，价格低，有良好的补偿位移和减振能力。允许偏移量：△y＝0.5~1.8mm,△x＝1.2~5mm,

△α=1°~2°允许外缘速度：铸铁V=30~50m/s；铸钢V=60m/s;锻钢V=100~120m/s。弹性元件材料：丁腈橡胶，聚氨脂，尼龙等。第十二页，共53页。联轴器（四）轮胎式联轴器

（图）特点：富有弹性，消振能力强，扭转刚度小，但径向尺寸较大，过载时产生附加轴向载荷。

组成：轮胎状弹性元件＋加紧板＋两半联轴器＋螺钉允许偏移量：△y＝0.01D,△x＝0.02D,

△α=5°~12°(D为轮胎外径)应用：起动频繁，正反转向，nmax=5000r/min,冲击大的两轴联接。五、联轴器的选择1.类型选择：根据机器工作条件、特点及要求，结合各类联轴器的性能选择。原则：低速，刚性大的短轴——刚性固定式联轴器转速低，刚性小的长轴——刚性可移式联轴器转矩较大的重型机械——齿轮联轴器中高转速，有振动的轴——弹性联轴器轴线相交的两轴——万向联轴器有安全保护要求时——安全联轴器第十三页，共53页。例题:选择图18－15中减速器和运输机之间的联轴器,减速器输出端轴径d1=40mm，运输机输入端轴径d2=42mm，该轴传递功率P=4.83kW，转速n=300r/min，试选择所需的联轴器。联轴器计算转矩Tc：Tc＝KAT使联轴器

d轴＝d孔(mm),长度L及孔的结构形式由具体情况而定；

Tc≤[T](Nm)，Tc—计算转矩，[T]—许用转矩或公称转矩；

n≤[n](r/min)，n—轴的实际转速，[n]—联轴器的许用转速。

T—所传递的名义转矩Nmm;KA—工作情况系数，表18－1考虑ｎ较低,传递P不大,安装时不易完全同轴线。[解]1．类型选择：选用弹性套柱销联轴器。2．计算转矩：名义转矩T＝9550P／n＝9550×4.83／300＝153.76N·m

查表18－1取KA＝1.5,则计算转矩为Tc=KAT=1.5×153.76=230.64N·m3．型号选择:从GB4323-84中查得TL7联轴器的[T]=500N·m,[n]=2800r/min，轴径为40～45mm之间，故选定TL7联轴器GB4323-84。思考题

2.尺寸选择：根据n、d、Tc查标准，定具体型号尺寸必要时，对主要零件进行强度验算。第十四页，共53页。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。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。第十五页，共53页。由两个端面带牙的半离合器1、3组成。从动半离合器3用导向平键或花键与轴联接，另一半离合器1用平键与轴联接，对中环2用来使两轴对中，滑环4可操纵离合器的分离或接合。一、牙嵌式离合器离合器第十六页，共53页。二、摩擦离合器摩擦离合器利用主、从动半离合器摩擦片接触面间的摩擦力传递扭矩。为提高传递转矩的能力，多采用多片摩擦片。他能在不停车或两轴有较大转速差时进行平稳结合，且可在过载时因摩擦片间打滑而起到过在保护作用。多片离合器结构组成单片离合器动作过程多片离合器动作过程离合器第十七页，共53页。三、安全离合器1.牙嵌式安全离合器滚柱式超越离合器四、超越离合器(动画)离合器2.滚珠安全离合器点击看图五、电磁离合器(动画)第十八页，共53页。思考题1.联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何异同？2.联轴器和离合器各有哪些类型？各类具有什么特点？3.联轴器和离合器的计算转矩如何计算？工作情况系数K与哪些因素有关？4.选用联轴器时，应考虑哪些主要因素？选择的原则是什么？5.试比较刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器的特点，并各举出一些常用的结构型式。6.试结合典型结构型式，说明刚性可移式联轴器可能有哪几种相对位移？7.齿轮联轴器为什么有补偿综合位移？8.什么是定刚度弹性联轴器？什么是变刚度弹性联轴器?各适用于什么工作条件？9.离合器应满足哪些基本要求？10.手册上给出了几种联轴器？各用于什么场合？如何选择？如何标记？第十九页，共53页。图片返回套筒联轴器第二十页，共53页。图片返回第二十一页，共53页。点击动画图片返回第二十二页，共53页。图片返回点击动画第二十三页，共53页。图片返回点击动画第二十四页，共53页。图片齿轮联轴器返回点击动画第二十五页，共53页。图片12返回动画第二十六页，共53页。返回虚拟第二十七页，共53页。动画返回