机械设计 课件 第13章 联轴器和离合器

第13章联轴器和离合器本章提要联轴器和离合器制动器的作用、工作原理、类型、结构、性能特点及应用场合，联轴器的选择。重点：联轴器类型、特点及选择目录13.1概述13.2联轴器13.3离合器13.1概述联轴器和离合器的作用：

主要用于轴与轴之间的联接，以实现不同轴之间运动与动力的传递联轴器和离合器的区别：

联轴器联接的两根轴只有在机器停车后，用拆卸方法才能实现两轴的联接或分离。离合器可在机器运转过程中随时将两轴分离或接合

联轴器和离合器大多已标准化。选择条件

1.根据工作条件选定合适的类型

2.按照计算转矩、轴的转速和轴端直径选择具体的型号和尺寸

3.必要时对其中某些零件进行验算13.1概述13.2联轴器可能出现的偏移形式径向轴向角向综合有弹性元件刚性联轴器凸缘联轴器套筒联轴器夹壳联轴器滑块联轴器齿式联轴器万向联轴器滚子链联轴器弹性套柱销联轴器轮胎式联轴器梅花形弹性联轴器弹性柱销联轴器联轴器类型13.2联轴器挠性联轴器无弹性元件

1.凸缘联轴器13.2.1刚性固定式联轴器——没有位移补偿能力13.2联轴器

1.凸缘联轴器结构简单，使用方便，能传递较大的转矩用于转速低、载荷平稳、刚性大的轴、对中性好的连接中13.2.1刚性固定式联轴器——没有位移补偿能力13.2联轴器2.套筒联轴器结构简单，径向尺寸小适用于小功率平稳传动机床中应用较广13.2.1刚性固定式联轴器——没有位移补偿能力13.2联轴器3.夹壳联轴器结构简单，价格较低，重量较大，平衡困难联轴器装拆时不必移动轴13.2.1刚性固定式联轴器——没有位移补偿能力13.2联轴器1.滑块联轴器（十字滑块联轴器、滑块联轴器）——通过工作零件间的动连接来补偿两轴的位移和偏斜13.2.2无弹性元件挠性联轴器13.2联轴器1.滑块联轴器（十字滑块联轴器、滑块联轴器）

允许一定的径向位移y≤0.04d（d为轴径）和角位移α<30/结构简单，价廉缺点：转速高时会产生较大的离心力和磨损。一般用于两轴相对偏移量较大、转速不高（一般不超过300r/min）、工作较平稳的场合。13.2.2无弹性元件挠性联轴器13.2联轴器2.齿式联轴器13.2.2无弹性元件挠性联轴器13.2联轴器2.齿式联轴器13.2.2无弹性元件挠性联轴器13.2联轴器外齿轮齿顶制成球面，齿侧制成鼓形，有较大的齿侧和齿顶间隙，允许两轴有综合位移角位移α≤30/径向位移y≤0.3~0.4mm轴向位移x≤4~20mm多齿同时工作，能传递较大的转矩。工作可靠，但结构复杂，重量较大，成本高在重型机械、起重机、轧钢机中广泛应用3.万向联轴器允许被连接两轴有较大的角偏移，α最大可达45°缺点：当两轴不在同一轴线时，主动轴以恒定角速度ω1回转，从动轴的角速度ω2将在的ω1cosα至ωl/cosα范围内周期变化，因而在传动中引起附加动载荷13.2.2无弹性元件挠性联轴器13.2联轴器同轴旋转不同轴旋转结构紧凑，维修方便。在汽车、拖拉机、轧钢机及机床中广泛应用。3.万向联轴器13.2.2无弹性元件挠性联轴器13.2联轴器4.滚子链联轴器啮合齿数多，传递的转矩大结构简单，体积小，装拆方便，用于高温、潮温、多尘场合。因啮合间隙较大，不宜用于有逆转的情况。角位移α≤1°径向位移y≤0.2~1mm13.2.2无弹性元件挠性联轴器13.2联轴器能补偿两轴间的偏移，还具有缓冲、吸振的能力。常用于启动频繁、变载荷、高速及经常正反转和两轴不能严格对中的场合弹性元件的材料金属：弹簧，特点-强度高、

尺寸小、寿命长非金属：橡胶、塑料等，重量轻、

价格低，减振能力强13.2.3有弹性元件挠性联轴器13.2联轴器1.弹性套柱销联轴器轴向位移x=2~7.5mm径向位移y≤0.2~0.6mm角位移α=1°30'结构简单、制造容易、成本较低，弹性套易损坏，寿命较低。适用于载荷平稳，需正反转或启动频繁，传递中、小转矩的场合13.2.3有弹性元件挠性联轴器13.2联轴器2.弹性柱销联轴器轴向位移x≤0.5~3mm径向位移y≤0.15~0.25mm角位移α=30'制造容易，耐久性好，维护方便，传递转矩大。适于正反转、启动频繁的传动13.2.3有弹性元件挠性联轴器13.2联轴器3.梅花形弹性联轴器轴向位移x≤1.2~5mm径向位移y≤0.5~1.8mm角位移α≤2°结构简单，耐磨性好，传递转矩较大，寿命长，工作温度范围-35℃~+80℃适合于各种机械传动13.2.3有弹性元件挠性联轴器13.2联轴器4.轮胎联轴器轴向位移x≤0.02D径向位移y≤0.01D允许角位移α≤2°适用于潮温、多尘、冲击大、正反转次数多及启动频繁场合缺点是径向尺寸较大，且扭转变形时会产生附加轴向力13.2.3有弹性元件挠性联轴器13.2联轴器主要考虑因素

1.被连两轴的对中性

2.载荷大小及特性

3.工作转速

4.工作环境及温度主要因素

1.被连接两轴的对中性

2.载荷大小及特性

3.工作转速

4.工作环境及温度1.类型选择2.尺寸选择13.2.4联轴器的选择13.2联轴器13.3离合器13.3.1操纵离合器基本要求：

1.接合分离迅速可靠，平稳

2.操纵方便，省力，调整维护方便

3.散热好，使用寿命长分类：牙嵌式、片式、电磁式借助专门的操纵机构来实现两轴的分离和接合操纵方式：人力、电磁吸力、气压或液压1.牙嵌离合器矩形、梯形、锯齿形三种矩形牙不便于离合，磨损后无法补偿，梯形牙强度较高，能传递较大转矩，并能补偿牙齿磨损与间隙,减小冲击，应用较广锯齿形牙的强度最高，只能传递单方向的转矩13.3离合器13.3.1操纵离合器牙数少，传递转矩大牙数多，要求结合时间短主要失效:

牙折断接合表面磨损1.牙嵌离合器13.3离合器13.3.1操纵离合器2.片式离合器单片摩擦离合器多片摩擦离合器可传递的最大转矩单片式摩擦离合器13.3离合器13.3.1操纵离合器多片式摩擦离合器13.3离合器13.3.1操纵离合器2.片式离合器摩擦离合器特点：

1)可在任何速度下接合或分离

2)接合平稳、振动小

3)过载时发生打滑，起安全保护作用

4)产生滑动摩擦，发热量大，磨损严重操纵方法机械式电磁式气动(液压)式13.3离合器13.3.1操纵离合器2.片式离合器3.磁粉离合器特点：

1)接合平稳

2)动作迅速

3)工作可靠

4)寿命较长

5)操纵方便

但重量较大分离状态接合状态13.3离合器13.3.1操纵离合器根据机器运动或动力参数的变化而自动完成接合和分离的离合器分类：安全离合器超越离合器离心离合器13.3离合器13.3.2自控离合器1.安全离合器13.3离合器13.3.2自控离合器片式安全离合器没有操纵机构，摩擦面上的压紧力是由压缩弹簧产生的弹簧的压紧力可以调整，从而可以控制离合器所能传递的极限转矩工作转矩超过极限转矩时，离合器便自行分离一般用于短期过载场合1.安全离合器13.3离合器13.3.2自控离合器牙嵌安全离合器没有操纵机构，靠弹簧的作用而接合过载时，超过弹簧的压紧力和摩擦阻力，牙齿的啮合脱开，当转矩降低到某一值时，离合器又自动恢复接合用于转矩不大且角速度较小的场合1.安全离合器13.3离合器13.3.2自控离合器过载时，在半离合器凹槽的轴向力作用下，滚珠作轴向移动使离合器分离工作安全可靠，一般用于转矩较小的场合钢球安全离合器1.安全离合器13.3离合器13.3.2自控离合器过载时，销钉被剪断，离合器分离