《机械工程基础》-第11章

第１节联轴器联轴器所连接的两根轴常常是属于两个不同的机械或部件，由于制造和安装误差以及负载后变形和热变形等影响，往往很难使它们的轴线严格对中，两轴将会产生某种形式的相对位移误差，如图１１－１所示，图（ａ）所示为轴向偏移误差，图（ｂ）所示为径向偏移误差，图（ｃ）所示为角偏移误差，图（ｄ）所示为综合偏移误差。如果联轴器对各种偏移没有补偿能力，工作中将会产生附加动载荷，使工作情况恶化，甚至出现强烈的振动，破坏机器正常工作。因此，这就要求联轴器在结构上具有补偿能力。下一页返回第１节联轴器

一、联轴器的分类根据联轴器补偿两轴偏移能力的不同，可以将联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。刚性联轴器又可分为固定式和可移式两类。１.固定式刚性联轴器这种联轴器不具有缓冲性和补偿两轴相对偏移性，故常用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的场合。但由于刚性联轴器结构简单，制造成本低，装拆、维护方便，传递转矩较大，故应用广泛。常用的固定刚性联轴器有套筒联轴器、凸缘联轴器等。上一页下一页返回第１节联轴器

２.可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器不仅能传递运动和转矩，还能在一定程度上补偿轴的偏移。常用的可移式刚性联轴器有十字滑块联轴器、齿式联轴器和十字轴万向联轴器等。３.弹性联轴器这种联轴器是利用联轴器中弹性元件的变形来补偿位移的，还具有缓冲和减振的作用。常见的有弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等。上一页下一页返回第１节联轴器

二、联轴器的选用常用联轴器的种类很多，大多已标准化和系列化，一般不需要重新设计，直接从标准中选用即可。选择联轴器的步骤是：先根据工作条件确定合适的类型，再按转矩、轴径及转速选择联轴器的型号，最后进行必要的强度校核。１.联轴器类型的选择联轴器的类型应根据机器的工作特点和要求，结合各类联轴器的性能，并参照同类机器的使用经验来选择。如两轴的对中要求高、轴的刚度又大时，可选用套筒联轴器或凸缘联轴器；载荷不平稳、两轴对中困难、轴的刚度较差时，可选弹性柱销联轴器；如所传递的转矩较大时，宜选用凸缘联轴器或齿式联轴器；上一页下一页返回第１节联轴器

如两轴相交时，则应选用万向联轴器等。2.联轴器型号的选择联轴器的主要性能参数为；额定转矩Ｔｎ、许用转速［ｎ］、位移补偿量和被连接轴的直径范围等。联轴器型号通常是根据所传递的转矩、轴的直径和转速，从联轴器标准中选用的。选择的型号应满足以下条件：（１）计算转矩Ｔｃ应小于或等于所选型号的额定转矩Ｔｎ，即（２）转速ｎ应小于或等于所选型号的许用转速［ｎ］，即上一页下一页返回第１节联轴器

（３）轴的直径应在所选型号的孔径范围之内。考虑机器启动时的惯性力和工作时可能出现的过载，联轴器的计算转矩可由下式计算：式中，Ｋ———工作情况系数，见表１１－１；Ｐ———传递功率（ｋＷ）；ｎ———工作转速（ｒ／ｍｉｎ）；Ｔ———联轴器的转矩（Ｎ·ｍｍ）。上一页返回第２节离合器使用离合器目的是为了按需要随时分离和接合机器的主、从动轴。对离合器的基本要求是：接合平稳，分离迅速彻底，工作可靠，操作灵活、省力，调节和维护方便，外廓尺寸小，质量轻，耐磨性和散热性好。常用离合器的类型有以下几种：１.牙嵌式离合器牙嵌式离合器是由两个端面带牙的半离合器所组成，如图１１－１０所示。其中一半离合器１用键固定于主动轴上，另一半离合器２则用导向平键３（或花键）与从动轴连接，通过操纵机构可使离合器沿导向平键作轴向移动，以实现两半离合器的结合和分离。对中环用来保证两轴线同心。下一页返回第２节离合器

牙嵌式离合器常用的牙型有三角形、矩形、梯形、锯齿型等，其径向剖面如图１１－１１所示。三角形牙用于传递中、小转矩的低速离合器，其容易接合、分离，但牙齿强度较低；梯形牙接合和分离方便，能自动补偿牙因磨损而产生的侧隙，从而使其在反转时的冲击减小，另外它的牙根强度高，能传递的转矩较大，故应用最普遍；矩形牙不便于接合、分离，仅适用于静止时手动接合；锯齿形牙强度高，接合方便，但只能传递单向转矩。牙嵌式离合器结构简单，外廓尺寸小，能保证两轴同步运转，但只能在停车或低速转动时才能进行接合。故常用于低速和不需在运转中进行接合的机械上，如在机床和农业机械中应用较多。上一页下一页返回第２节离合器

２.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来传递转矩的离合器，通称为摩擦离合器，它是能在高速下离合的机械式离合器。最简单的摩擦离合器如图１１－１２所示，主动盘固定在主动轴上，从动盘利用导向键与从动轴连接，它可以沿轴向滑动。为了增加摩擦系数，在一个盘的表面上装有摩擦片。工作时利用操纵机构，在可移动的从动盘上施加轴向压力ＦＡ（可由弹簧、液压缸或电磁吸力等产生），使两盘压紧，产生摩擦力来传送转矩。摩擦离合器与牙嵌离合器比较，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；上一页下一页返回第２节离合器

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系数的改变，严重的可能导致摩擦盘胶合和塑性变形。所以，一般对钢制摩擦盘应限制其表面最高温度不超过３００℃～４００℃，整个离合器的平均温度不超过１００℃～１２０℃。３.定向离合器定向离合器也称为超越离合器，它只能按一个转向传递转矩，反向时就自动分离。定向离合器的种类很多，图１１－１３所示为滚柱式定向离合器，它是由星轮、外环、滚柱和弹簧顶杆组成。弹簧顶杆的作用是将滚子压向星轮的楔形槽内，使其与星轮、外圈相接触。上一页下一页返回第２节离合器

当星轮为主动件并作顺时针方向转动时，滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内，从而带动外环一起转动。当星轮逆时针方向转动时，滚柱被推到槽中较宽的部位，它不再楔紧在槽内，因而外环就不转动，离合器处于分离状态。若外环为主动件时，则情况刚好相反，即外环逆时针方向转动时，离合器处于接合状态，而顺时针方向转动时，则处于分离状态。定向离合器工作时没有噪声，故适用于高速传动，但制造精度要求较高。定向离合器常用于汽车、拖拉机和机床等的传动装