第15章-轴间连接..ppt

1、联轴器、离合器的类型和应用,刚性联轴器,第15章 轴间连接,联轴器 和 离合器,无弹性元件挠性联轴器,牙嵌离合器,摩擦式离合器,超越离合器,有弹性元件挠性联轴器,安全离合器,第一节 概述,用于将两根轴连接在一起，使它们一起旋转，并传递扭矩,功 用,联轴器和离合器的区别,用联轴器连接的两轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把它们分离；,用离合器连接的两轴，在机器工作中就能方便地使它们分离或接合。,分 类,挠性联轴器,刚性联轴器,固定式联轴器,移动式联轴器,联轴器,刚性联轴器,联轴器分类：,挠性联轴器,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

2、器,梅花形弹性联轴器,轮胎式联轴器,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。,1、套筒联轴器,用一套筒通过销或键与两轴联接,特点,一. 刚性联轴器,两轴对中性好,工作平稳,经常正反转的小功率传动场合,圆锥销联接,平键联接,结构,径向尺寸小，结构简单，制造容易，但拆装时需沿轴向移动较大的距离，且只能联接两轴直径相同的圆柱形轴端,第二节 联轴器,2、夹壳联轴器,两个纵向剖分的半圆筒形的夹壳组成的，并用螺栓锁紧,结构,应用,剖分结构,装拆方便,联接两轴直径相同的圆柱形轴端,低速、工作平稳的场合,3、凸缘联轴器,

3、结构,由两个带毂的圆盘并用螺栓联接以实现两轴的联接,特点,结构简单并能传递较大的转矩，应用最广泛,用凸肩和凹槽对中,用铰制孔螺栓对中,由于制造、安装误差或工作时零件的变形等原因，被连接的两轴不一定都能精确对中，因而两轴之间会出现一定的偏差。若用刚性联轴器连接将引起附加动载荷，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。,两轴线允许的相对位移有: 轴向、径向、角度、综合,结构：有两个端面都带有凸牙和凹槽的半联轴器。为便于两轴对中，左边半联轴器中装有定中环，并有螺钉固定，右边的轴伸入该环内。 允许轴向位移,1.牙嵌联轴器,二. 无弹性元件挠性联轴器（刚性可移式联轴器）,2.十字滑

4、块联轴器,结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽中，构成移动副。,优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。,适用范围：径向偏移y较大,T大,无冲击,低速传动的两轴联接， 30, y0.04d，n300 r/min,工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动,二. 无弹性元件挠性联轴器（刚性可移式联轴器）,设计：潘存云,作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。,应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。,单万向联轴器,3.万向联轴器,组成：两

5、个叉形接头、 中间十字轴 、轴销(在十字轴里) 两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的“十字形”构件相联，“十字形”构件的中心位于两轴交点处，轴间角为 =045,（1）单万向联轴器的结构特点：,特点： 允许两轴间有较大的角偏移,max=3545(但)； 运转中变化也能工作，但瞬时传动比变化，且12； 径向尺寸小。,缺点: 当主动轴角速度1为常数时，从动轴的角速度2在一定范围内(1cos2 1/cos)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,（2）双万向联轴器,将两个单万向联轴器串联使用，构成双万向联轴器。,为使2=1，安装要求,主动、从动、中间三轴共面；,主动轴、从动

6、轴的轴线与中间轴 的轴线之间的夹角应相等； 中间轴两端的叉面应在同一平面内。,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。,(3) 小型双万向联轴器 结构如图所示，通常采用合金钢制造。,部分动画引自： 机械设计基础，王春香等，地震出版社，2003 机械设计基础CAI电子教案，潘存云等，高等教育出版社，2003,4.齿式联轴器,组成：它由两个带有内齿及凸缘的外壳和两个带有外齿的半联轴器组成。两个外壳用螺栓连接，两个内套筒分别用键与两轴连接，依靠内、外齿相互啮合传递转矩。 特点：齿形为渐开线,20,一般Z=3080； 外齿齿顶制成椭球面,且与内齿啮合后有适当的顶隙和侧隙，所以有良好

7、的综合位移补偿能力。 外壳内贮油，以便润滑啮合齿轮； 因啮合传动，传递转矩大；,安装精度要求不高，但结构复杂，制造困难，成本高，主要用于起重机、轧钢机等重型机械中。,齿式联轴器,5.滚子链联轴器,结构：一条公用的双排链与两个齿数相同的并列链轮相啮合，来实现两半联轴器的连接。为改善润滑并防止污染，一般将联轴器密封在罩壳内。 特点：结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，具有一定的位移补偿能力（径向位移，小的角位移）。不宜用于逆向传动、频繁起动、高速传动及强烈冲击的工作场合。,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；

8、 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。,三. 金属弹性元件挠性联轴器,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。,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。 定刚度与T成正比关系的弹性元件为定刚度， 变刚度与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。,1. 弹性套柱销联轴器,四.非金属弹性元件挠性联轴器

9、,结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器。结构简单，成本低，允许综合偏移,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。,注：为补偿较大的轴向位移,安装时要留出间隙；设计时要留出距离A，以便更换橡胶圈时不必拆开两轴,且缓冲、吸振。,应用：启动频繁,变载下工作的轴联接；工作温度t=-2050； 圆周速度Vmax30m/s；确保无油和其它有害于橡胶的介质。,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,2. 弹性柱销联轴器,结构：用尼

10、龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中,两侧加挡板（以防柱销滑出） 。,特点：结构简单,制造容易,维护方便,传递T大,能补偿较大的轴向位移，并允许微量的径向位移和角位移。缓和冲击、吸收振动,但对温度敏感,不宜用于高温。,应用：适用于正反向变化多，启动 频繁的高速轴。代替弹性套柱销联轴器，传递大的T。,允许偏移量：y0.150.25mm, =30 工作温度： t= -2060 n8000 r/min,3. 梅花形弹性联轴器,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：y0.51.8mm, x1.25mm, =12 允许外缘速度：铸铁V=3050m/s；铸钢V=60m/s;

11、锻钢V=100120m/s 。,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。 弹性元件材料：丁腈橡胶，聚氨脂，尼龙等。,4. 轮胎式联轴器,组成：轮胎状弹性元件 、加紧板 、两半联轴器 、螺钉 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。 允许偏移量：y0.01D, x0.02D, =512 (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。,联轴器大都已经标准化了，可直接选用,选联轴器或离合器的类型,转矩 转速 轴径,确定型号与规格,根据工作条件,第三节 联轴器的选择,1.类型选择：根据机器工作条件、特点、位移量、工作温度 等，结合各类联轴器的性能选择。 选用原则：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 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,左图为输入转矩，右图为输出转矩 曲线a 通过刚性联轴器，无弹性元件挠性联轴器后的情况 曲线b通过具有缓冲作用的弹性联轴器后的情况 曲线c通过具有缓冲及减振作用的弹性联轴器后的情况,选用原则：,刚性联轴器 用于载荷平稳，转速稳定，