机械基础课件：联轴器与离合器

联轴器与离合器任务选择联轴器1.掌握联轴器的功用、类型、特点及应用；2.了解联轴器的设计计算步骤及方法；3.了解离合器的功用、类型、特点及应用。任务选择联轴器任务引入减速器的输出端与皮带输送机输入端需要连接起来，使其一起转动并传递转矩。若减速器输出轴的转速为202r/min，传递的功率P=10kW，轴径d=45mm。试选择其连接装置类型及型号。任务分析本次任务是要选择轴与轴之间的连接装置，保证连接后两轴能一起回转并传递转矩。能满足这种要求的连接装置主要有联轴器和离合器。如图4-3-1所示的机械传动就有联轴器和离合器的使用。任务选择联轴器一、联轴器的性能要求联轴器所连接的两根轴，由于制造及安装误差或工作时零件的变形、回转零件的不平衡等原因，不能保证被连接两轴的严格对中，从而会产生各种偏移。相关知识任务选择联轴器一、联轴器的性能要求偏移的形式通常有下列四种情况：轴向偏移、径向偏移、角向偏移和综合偏移，如图4-3-2所示。因此，要求联轴器在结构上具有补偿一定范围位移量的性能。同时，对于频繁负载启动和有冲击、振动的场合，要求联轴器具有缓冲吸振作用。此外，联轴器在工作时应安全、可靠，并具有足够的强度和使用寿命。任务选择联轴器二、联轴器的分类1.刚性联轴器无弹性元件，工作时不能缓冲吸振。根据其是否具有补偿两轴间偏移的能力，可分为固定式和可移式两类。前者不能补偿两轴间偏移，用于两轴严格对中并在工作中不发生相对偏移的地方；后者具有补偿两轴间偏移的能力，用于工作时可能发生偏移的场合。任务选择联轴器二、联轴器的分类2.弹性联轴器有弹性元件，工作时能缓冲吸振。视其所具有弹性元件材料的不同，又可分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两种。弹性联轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的偏移，还具有缓冲减振的性能。可移式联轴器补偿两轴间位移的方法有两种：利用联轴器中工作零件在某一个或某几个方向的相对滑动来补偿；利用联轴器中弹性元件的变形来补偿。前者称为刚性可移式联轴器，后者称为弹性可移式联轴器。任务选择联轴器三、常用联轴器1.常用联轴器的类型、结构特点及应用（见表4-3-1）。任务选择联轴器任务选择联轴器任务选择联轴器任务选择联轴器任务选择联轴器任务选择联轴器任务选择联轴器三、常用联轴器2.常用联轴器的材料通常，凸缘联轴器的材料采用HT200等灰铸铁，对于重载或圆周速度大于30m/s时，可以采用35钢、45钢或锻钢。十字滑块联轴器的材料可用45钢，工作表面须经热处理以提高其硬度；要求较低时也可以用Q275钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应向中间浮动盘的油孔注油进行润滑。弹性套柱销联轴器半联轴器的材料可用HT200，有时也用35钢或ZG270-500；柱销材料多用35钢。弹性柱销联轴器的弹性柱销一般用尼龙6制造。任务选择联轴器三、常用联轴器3.双十字轴万向联轴器的安装将单十字轴万向联轴器成对使用，做成双十字轴万向联轴器时，必须满足三个条件：(1)主动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。(2)主动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等。(3)中间轴两端的叉面应位于同一平面内，如图4—3—3所示。任务选择联轴器四、联轴器的使用与维护（1）联轴器的安装误差应严格控制，通常要求安装误差不得大于许用补偿量的1/2。（2）注意检查所连接两轴运转后的对中情况，其相对位移不应大于许用补偿量。尽可能地减少相对位移量，有效地延长被连接机械或联轴器的使用寿命。（3）对有润滑要求的联轴器，要定期检查润滑油的油量、质量以及状况，必要时应予以补充或更换。（4）对于高速旋转机械上的联轴器，一般要经动平衡实验，并按标记组装。对其连接螺栓之间的质量差有严格的限制，不得任意更换。任务选择联轴器五、联轴器的选择1.类型选择联轴器的类型可根据工作要求选择。当轴的转速低，刚度大，能保证严格对中或轴的长度不大时，可选用刚性固定式联轴器；减速器输入轴和电动机相连时，其转速高，转矩小，多选用弹性套柱销联轴器；中小型减速器输出轴可采用弹性柱销联轴器；对于安装对中困难、频繁启动和正反转的低速重载轴的连接，选用齿式联轴器。任务选择联轴器五、联轴器的选择2.型号、尺寸的选择选择联轴器类型后，再根据转矩、轴径和转速，从手册或标准中选择联轴器的型号及尺寸。任务选择联轴器五、联轴器的选择2.型号、尺寸的选择考虑机器启动变速时的惯性力和冲击载荷等因素，应按计算转矩Tc选择联轴器。计算转矩和工作转矩之间的关系为：任务选择联轴器任务选择联轴器五、联轴器的选择2.型号、尺寸的选择所选型号联轴器应保证：联轴器的轴孔直径应和轴端直径相匹配；计算转矩Tc不超过联轴器的许用转矩Tp，即Tc≤Tp；转速n不超过联轴器的许用转速np，即n≤np。任务选择联轴器任务实施减速器的输出端与皮带输送机输入端连接后在工作中不需要随时进行分离或结合，故其两轴间可采用联轴器连接。1.选择联轴器类型为缓和冲击和减轻振动，选择可移式的弹性柱销联轴器。2.选择联轴器型号(1)计算工作转矩。(2)确定计算转矩。由表4-3-5选取工作情况系数K=1.3，则任务选择联轴器(3)选择联轴器的型号。根据计算转矩Tc、转速n和轴径d，由附表4-3-4选取LX3型弹性柱销联轴器，标记为：LX3联轴器45×84GB/T5014—2003。其许用转矩Tp=1250N·m，许用转速np=4750r/min，半联轴器长度L=84mm，允许的轴孔直径在40～48mm之间。满足Tc≤Tp、n≤np，故适用。主、从动端半联轴器的轴孔、键槽类型可根据其相应轴端的结构形式确定。任务实施任务选择联轴器一、离合器与联轴器相同，离合器也是机械传动中常用的部件，主要用来连接两轴，使其一同旋转并传递转矩，有时也可作为安全装置。知识链接使用离合器是为了按需要随时分离和接合机器的两轴。任务选择联轴器一、离合器

1.离合器的性能要求知识链接对离合器的基本要求是：接合或分离迅速、平稳；操纵省力方便，质量和外廓尺寸小，维护和调节方便；接合元件具有足够的耐磨性和良好的散热能力等。任务选择联轴器一、离合器

2.离合器的分类知识链接离合器按其实现离、合动作的过程可分为操纵式离合器和自动式离合器，见表4-3-6。任务选择联轴器一、离合器

3.常用离合器知识链接离合器的类型很多，常用的有牙嵌式和摩擦式两大类，另外还有用于过载保护的安全离合器。任务选择联轴器一、离合器

3.常用离合器知识链接牙嵌离合器是啮合式离合器中的常用类型，采用嵌合副作为接合元件，其材料常用低碳钢表面渗碳，硬度为56～62HRC，或采用中碳钢表面淬火，硬度为48～54HRC，不重要的和静止状态接合的离合器，也允许用HT200制造。任务选择联轴器一、离合器

3.常用离合器知识链接摩擦离合器利用主、从动半离合器接触表面之间的摩擦力来传递转矩，它是一种能在高速下离合的机械式离合器。与牙嵌离合器相比，其优点是两轴能在不同速度下接合；接合和分离过程比较平稳，冲击振动小；从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可以调节；过载时将发生打滑，避免使其他零件受到损坏。故摩擦离合器的应用较广。缺点是结构复杂，成本高；当产生滑动时不能保证被连接两轴间的精确同步转动；摩擦会产生发热，当温度过高时会引起摩擦因数的改变，严重的可能导致摩擦盘胶合和塑性变形。任务选择联轴器一、离合器

3.常用离合器知识链接定向离合器是一种随速度的变化或回转方向的变换而能自动接合或分离的离合器，它只能单向传递转矩。如锯齿形牙嵌离合器，只能单向传递转矩，反向时自动分离。棘轮机构也可以作为定向离合器。任务选择联轴器一、离合器

3.常用离合器，见表4-3-7。知识链接任务选择联轴器知识链接任务选择联轴器知识链接任务选择联轴器一、离合器

4.离合器的使用与维护知识链接（1）应定期检查离合器操纵杆的行程，主、从动片之间的间隙，摩擦片的磨损程度，必要时予以更换。（2）片式摩擦离合器在工作时，不得有打滑或分离不彻底的现象，否则，不仅将加速摩擦片磨损，降低使用寿命，引起离合器零件变形退火等，还可能导致其他事故，因此，需经常检查。（3）定向离合器应密封严实，不得有漏油现象，否则会磨损过大，温度太高，损坏滚柱、星轮或外壳等。在运行中，若有异常声，应及时停机检查。任务选择联轴器二、无齿隙弹性联轴器简介知识链接无齿隙弹性联轴器是一种较新型的弹性联轴器，如图4-3-4所示。该联轴器由三个部件组成，可方便地进行轴向安装，中间弹性元件与两半联轴器之间在预应力作用下保证了无齿隙的传动。同时其良好的刚度和优化的减振性的完美组合，极大地改善了传动系统的动态特性。该结构形式使得安装极为方便，可节省安装时间。适用于测量和控制系统、伺服和定位系统等场合。如数