15-聯(lián)軸器和離合器解析

1、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇 離合器的類(lèi)型和應(yīng)用離合器的類(lèi)型和應(yīng)用 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器的類(lèi)型和應(yīng)用聯(lián)軸器的類(lèi)型和應(yīng)用 離合器的選擇離合器的選擇 工程背景工程背景n聯(lián)軸器和離合器是聯(lián)軸器和離合器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件，主要用來(lái)連接軸件，主要用來(lái)連接軸與軸（或連接軸與其與軸（或連接軸與其他回轉(zhuǎn)零件），以傳他回轉(zhuǎn)零件），以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩；有時(shí)遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩；有時(shí)也可用做安全裝置。也可用做安全裝置。根據(jù)工作特性，它們根據(jù)工作特性，它們可分為以下可分為以下4類(lèi)。類(lèi)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 設(shè)計(jì)者思維設(shè)計(jì)者思維作為工程師，在設(shè)計(jì)聯(lián)軸器或離合器時(shí)

2、，需要考慮以下幾個(gè)作為工程師，在設(shè)計(jì)聯(lián)軸器或離合器時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：?jiǎn)栴}： p何時(shí)選用聯(lián)軸器？何時(shí)選用聯(lián)軸器？p何時(shí)采用離合器？何時(shí)采用離合器？p要如何選擇聯(lián)軸器或離合器的類(lèi)型？要如何選擇聯(lián)軸器或離合器的類(lèi)型？p如何確定聯(lián)軸器或離合器的型號(hào)？如何確定聯(lián)軸器或離合器的型號(hào)？p聯(lián)軸器或離合器的尺寸要如何確定（軸徑聯(lián)軸器或離合器的尺寸要如何確定（軸徑d d，軸孔長(zhǎng)，軸孔長(zhǎng)L L）？）？p如何校核聯(lián)軸器或離合器的許用轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)速？如何校核聯(lián)軸器或離合器的許用轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)速？p多盤(pán)摩擦離合器的摩擦盤(pán)數(shù)如何確定？多盤(pán)摩擦離合器的摩擦盤(pán)數(shù)如何確定？p設(shè)計(jì)出的聯(lián)軸器或離合器能否滿足環(huán)境條件的要求？設(shè)

3、計(jì)出的聯(lián)軸器或離合器能否滿足環(huán)境條件的要求？第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 設(shè)計(jì)者思維設(shè)計(jì)者思維 簡(jiǎn)單實(shí)例簡(jiǎn)單實(shí)例 圖15-1所示的是卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)布置圖，電動(dòng)機(jī)與減速器之間用聯(lián)軸器連接，減速器與卷筒之間用離合器連接。當(dāng)卷筒暫停轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不用關(guān)電動(dòng)機(jī)，操縱離合器就可使之脫開(kāi)。 圖15-1 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)布置圖 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 15.1聯(lián)軸器的類(lèi)型和應(yīng)用聯(lián)軸器的類(lèi)型和應(yīng)用 聯(lián)軸器主要是用在軸與軸之間的聯(lián)接中，聯(lián)軸器主要是用在軸與軸之間的聯(lián)接中，使兩軸可以同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。使兩軸可以同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩根軸，只有在機(jī)器停車(chē)后，經(jīng)過(guò)拆卸才能

4、把它們分離。第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器所連接的兩根軸，由于制造及安裝誤差，以及機(jī)器在工作受載時(shí)基礎(chǔ)、機(jī)架和其他零部件的彈性變形與溫度變形，其軸線不可避免地會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，如圖15-2所示。 圖15-2 兩根軸間的各種相對(duì)位移 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 根據(jù)有無(wú)彈性元件和對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器、撓撓性聯(lián)軸器性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器。 一、剛性聯(lián)軸器一、剛性聯(lián)軸器 只能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，不具備其他功能 包括凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 1凸緣聯(lián)鈾器 凸緣聯(lián)鈾器是應(yīng)用最廣

5、的剛性聯(lián)軸器，如圖15-3所示。 圖15-3 凸緣聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 它是把兩個(gè)帶有凸緣的半聯(lián)軸器用普通平鍵分別與兩根軸連接，然后用螺栓把兩個(gè)半聯(lián)軸器連成一體，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 兩種主要的結(jié)構(gòu)形式兩種主要的結(jié)構(gòu)形式 圖15-3(a)所示的是普通的凸緣聯(lián)鈾器，通?？裤q制孔用螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)兩軸對(duì)中，當(dāng)當(dāng)采用鉸制孔用螺栓時(shí)，采用鉸制孔用螺栓時(shí)，螺栓桿與釘孔為過(guò)渡螺栓桿與釘孔為過(guò)渡配合，靠螺栓桿承受配合，靠螺栓桿承受擠壓與剪切來(lái)傳遞轉(zhuǎn)擠壓與剪切來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩；矩； 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 圖15-3(b)所示的是有對(duì)中

6、榫的凸緣聯(lián)鈾器，靠一個(gè)半聯(lián)軸器上的凸肩與另一個(gè)半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對(duì)中，兩個(gè)半聯(lián)軸器此時(shí)用普兩個(gè)半聯(lián)軸器此時(shí)用普通螺栓連接，螺栓桿與通螺栓連接，螺栓桿與孔壁之間存在間隙，裝孔壁之間存在間隙，裝配時(shí)必須擰緊螺栓，轉(zhuǎn)配時(shí)必須擰緊螺栓，轉(zhuǎn)矩靠半聯(lián)軸器接合面的矩靠半聯(lián)軸器接合面的摩擦力矩來(lái)傳遞。摩擦力矩來(lái)傳遞。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 為了運(yùn)行安全，凸緣聯(lián)軸器可做成帶防護(hù)邊的結(jié)構(gòu)，如圖15-3(c)所示。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵和碳鋼凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵和碳鋼。當(dāng)重載或圓周速度大于30 m/s時(shí)應(yīng)用鑄鋼或鍛鋼，由于凸緣聯(lián)軸器屬于

7、剛性聯(lián)軸器，對(duì)所連兩根軸之間的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力，故對(duì)兩對(duì)兩根軸對(duì)中性的要求很高根軸對(duì)中性的要求很高。 當(dāng)兩根軸有相對(duì)位移存在時(shí)，就會(huì)在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，這是它的主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)。 但由于它構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無(wú)沖擊、軸的剛性大、對(duì)中性較好時(shí)常被采用。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 附表15-1 凸緣聯(lián)軸器（摘自GB/T 58432003） 2套筒聯(lián)軸器 這是一種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的剛性聯(lián)軸器，如圖15-4所示。這種聯(lián)軸器是一個(gè)圓柱形套筒，可用兩個(gè)圓錐銷(xiāo)來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，也可以用兩個(gè)平鍵代替圓錐銷(xiāo)。該聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是徑向尺寸小，該聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是徑向尺

8、寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖15-4 套筒聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)尺寸推薦：D = (1.52)d, L = (2.84)d。此種聯(lián)軸器尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，需要自行設(shè)計(jì)，如機(jī)床上就經(jīng)常采用這種聯(lián)軸器。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 二、撓性聯(lián)軸器二、撓性聯(lián)軸器 1無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器 這類(lèi)聯(lián)軸器因具有撓性撓性，故可補(bǔ)償兩補(bǔ)償兩根軸的相對(duì)位移根軸的相對(duì)位移。但由于無(wú)彈性元件，故不能緩沖減振。常用的撓性聯(lián)軸器有以下幾種。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 1）十字滑塊聯(lián)軸器 如圖15-5所示，十字滑塊聯(lián)軸器由端面開(kāi)有凹槽的兩個(gè)半聯(lián)軸器1、3和一個(gè)兩端具有凸牙的中間圓盤(pán)2組成。 圖15-5 十字滑

9、塊聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 它只宜用于低速的場(chǎng)合，一般不超過(guò)300 r/min。 十字滑塊聯(lián)軸器零件的工作表面一般都要進(jìn)行熱處理，以提高其硬度。為了減小摩擦及磨損，使用時(shí)應(yīng)從中間盤(pán)的油孔中注油進(jìn)行潤(rùn)滑。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 2）十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器 圖15-6所示的是十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖 它主要由兩個(gè)分別固定在主、從動(dòng)軸上的叉形接頭 1、3，一個(gè)十字形零件2（稱(chēng)為十字頭）和軸銷(xiāo)4、5（包括銷(xiāo)套及鉚釘）組成；軸銷(xiāo)4與5互相垂直配置，并分別把兩個(gè)叉形接頭與中間連接件2連接起來(lái)。 圖15-6 十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合

10、器 這種聯(lián)軸器可以允許兩根軸之間有較大的夾角（夾角最大可達(dá)3545），而在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即使夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧鲃?dòng)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 但當(dāng)a 過(guò)大時(shí)，傳動(dòng)效率會(huì)顯著降低。如圖15-7(a)所示，主動(dòng)軸上叉形接頭1的叉面在圖紙的平面內(nèi)，而從動(dòng)軸上叉形接頭2的叉面則在垂直圖紙的平面內(nèi)，設(shè)主動(dòng)軸以角速度等速轉(zhuǎn)動(dòng)，可推出從動(dòng)軸在此位置時(shí)的角速度 。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 當(dāng)主動(dòng)軸再轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，從動(dòng)軸也轉(zhuǎn)過(guò)90，如圖15-7(b)所示，此時(shí)叉形接頭1的叉面在垂直圖紙的平面內(nèi)，叉形接頭2的叉面則在圖紙的平面內(nèi)，可推出從動(dòng)軸在此位置時(shí)的角速度 。 第第15章聯(lián)軸

11、器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 當(dāng)主動(dòng)軸再轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，主、從動(dòng)軸的叉面位置又回到圖15-7(a)所示狀態(tài)。故當(dāng)主動(dòng)軸以等角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸角速度在 范圍內(nèi)周期性地變化，因而在傳動(dòng)中引起附加動(dòng)載荷。為了改善這種情況，常將萬(wàn)向聯(lián)軸器成對(duì)使用，即使用雙萬(wàn)向聯(lián)軸器，如圖15-8所示。 121cos/cosaa第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 注意的是，安裝時(shí)必須保證主動(dòng)軸、從動(dòng)軸與中間軸之間的夾角相等（a1 = a2），并且中間軸兩端的叉面位于同一平面內(nèi)，這種雙萬(wàn)向聯(lián)軸器才可以得到 ，從而降低運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的附加動(dòng)載荷。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 2有彈性元件的撓性聯(lián)軸器 這類(lèi)聯(lián)軸器因

12、裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩根軸之間的相對(duì)位移，而且具有緩沖和減振的能力。彈性元件可儲(chǔ)蓄的能量越多，聯(lián)軸器的緩沖能力越強(qiáng)；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時(shí)零件之間的摩擦功越大，聯(lián)軸器的減振能力越好。 制造彈性元件的材料有金屬和非金屬兩種。非金屬有橡膠、塑料等，其特點(diǎn)為質(zhì)量小，價(jià)格便宜，有良好的彈性滯后性能，因而減振能力強(qiáng)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 1）彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)上和凸緣聯(lián)軸器很近似，但是兩個(gè)半聯(lián)軸器的連接不用螺栓而用套有彈性套的柱銷(xiāo)，如圖15-9所示。 圖15-9 彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 這種聯(lián)軸器制造容易，裝

13、拆方便，成本較這種聯(lián)軸器制造容易，裝拆方便，成本較低，但彈性套易磨損，壽命較短。低，但彈性套易磨損，壽命較短。它適用于經(jīng)常反轉(zhuǎn)，啟動(dòng)頻繁，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。如電動(dòng)機(jī)與減速器（或其他傳動(dòng)裝置）之間就常用這種聯(lián)軸器。 半聯(lián)軸器的材料常用HT200，有時(shí)也采用35號(hào)鋼或ZG270500；柱銷(xiāo)材料多用35號(hào)鋼。 這種聯(lián)軸器可按附表15-3選用，必要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算聯(lián)軸器的承載能力。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 2）彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 所示，彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸所示，彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器利用將若干非金屬材料器利用將若干非金屬材料制成的柱銷(xiāo)置于兩個(gè)半聯(lián)制成的柱銷(xiāo)置于兩個(gè)半聯(lián)軸器凸緣的孔中，以實(shí)現(xiàn)軸器凸緣的孔中，以實(shí)現(xiàn)兩

14、根軸的連接。兩根軸的連接。柱銷(xiāo)通常用尼龍制成，而尼龍具有一定的 彈性。彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換柱銷(xiāo)方便。為了防止柱銷(xiāo)脫出，在柱銷(xiāo)兩端配置擋圈。裝配時(shí)應(yīng)注意留出間隙c。 圖15-10 彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器很相似，都是動(dòng)力從主動(dòng)軸通過(guò)彈性件傳遞到從動(dòng)軸，但傳遞轉(zhuǎn)矩的能力更大，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。 它安裝、制造方便，耐久性好，彈性柱銷(xiāo)有一定的緩沖和吸振能力，允許被連接的兩根軸有一定的軸向位移及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和啟動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。 由于尼龍柱銷(xiāo)對(duì)溫度較敏感，故使用溫度限制在-2070的范圍內(nèi)。 第第

15、15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 3）金屬膜片聯(lián)軸器 金屬膜片聯(lián)軸器的典型結(jié)構(gòu)如圖15-11所示，其彈性元件是由一定數(shù)量的很薄的多邊環(huán)形（或圓環(huán)形）金屬膜片疊合而成的膜片組，膜片上有沿圓周均勻分布的若干個(gè)螺栓孔，使用鉸制孔用螺栓交錯(cuò)間隔地把兩邊的半聯(lián)軸器連接起來(lái)。 圖15-11 膜片聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，拆裝方便，工作可靠，平衡校正容易，而且沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，故不需要潤(rùn)滑也無(wú)噪聲，維護(hù)方便；但膜片的扭轉(zhuǎn)彈性小，緩沖、吸振能力差，因此其適用于載荷比較平穩(wěn)的高速傳動(dòng)和工作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。 有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器除上述金屬膜片聯(lián)軸器外，

16、還有多種形式，如定剛度的圓柱彈簧聯(lián)軸器、變剛度的蛇形彈簧聯(lián)軸器及徑向彈簧片聯(lián)軸器等。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 三、安全聯(lián)軸器三、安全聯(lián)軸器 安全聯(lián)軸器的作用安全聯(lián)軸器的作用是，當(dāng)其傳遞的轉(zhuǎn)矩超過(guò)機(jī)器允許的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，其連接件被剪斷而使傳動(dòng)中斷，以保護(hù)機(jī)器中的重要零件不被損壞。 軟啟動(dòng)型 硬啟動(dòng)型 如鋼球與鋼砂離心式軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器 如剪切銷(xiāo)、彈性塊和液壓安全聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 剪切銷(xiāo)安全聯(lián)軸器有單剪的（圖15-12(a)）和雙剪的（圖15-12(b)）兩種 圖15-12 剪切銷(xiāo)安全聯(lián)軸器第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 現(xiàn)以單剪的為例加以

17、說(shuō)明。單剪的剪切銷(xiāo)安全聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類(lèi)似凸緣聯(lián)軸器，用鋼制銷(xiāo)釘連接。 銷(xiāo)釘裝在經(jīng)過(guò)淬火的兩段鋼制套管中，過(guò)載時(shí)即被剪斷。 這類(lèi)聯(lián)軸器由于銷(xiāo)釘材料機(jī)械性能的不穩(wěn)定和制造尺寸誤差等原因，使工作精度不高，而且銷(xiāo)釘剪斷后，不能自動(dòng)恢復(fù)工作能力，必須停車(chē)更換銷(xiāo)釘。但由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以在很少過(guò)載的機(jī)器中常采用。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 15.2聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇 常用的聯(lián)軸器大多已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化。設(shè)計(jì)時(shí)，一般只需要正確選擇聯(lián)軸器的類(lèi)型，確定聯(lián)軸器的型號(hào)及尺寸。 聯(lián)軸器的選擇原則聯(lián)軸器的選擇原則 具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn) （1）聯(lián)軸器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)，對(duì)緩沖、減振等功能的要求

18、。 （2）聯(lián)軸器兩根軸軸線的相對(duì)位移的大小。 （3）聯(lián)軸器工作轉(zhuǎn)速的高低和引起的離心力的大小。 （4）聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器尺寸的確定聯(lián)軸器尺寸的確定 由于機(jī)器啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷和運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)過(guò)載等現(xiàn)象，故應(yīng)取軸上的最大轉(zhuǎn)矩作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca，Tca 可按下式計(jì)算： Tca = KAT T為聯(lián)軸器所需傳遞的名義轉(zhuǎn)矩（Nm）；Tca為聯(lián)軸器所需傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm）；KA為工作情況系數(shù)，其值見(jiàn)附表15-4（此系數(shù)也適用于離合器的選擇）。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及所選的聯(lián)軸器類(lèi)型，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)選

19、取聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸： Tca T n nmax T為所選聯(lián)軸器型號(hào)的許用轉(zhuǎn)矩（Nm）；n為被連接軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；nmax為所選聯(lián)軸器型號(hào)允許的最高轉(zhuǎn)速（r/min）。 在多數(shù)情況下，每個(gè)型號(hào)的聯(lián)軸器所適用的軸徑均有一個(gè)范圍。標(biāo)準(zhǔn)中已給出軸徑的最大值與最小值，或者給出適用直徑的尺寸系列，被連接的兩根軸的直徑都應(yīng)在此范圍之內(nèi)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 【工程實(shí)例15-1】電動(dòng)機(jī)與減速箱之間的聯(lián)軸器設(shè)計(jì)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器拖動(dòng)水泥攪拌機(jī)工作。已知電動(dòng)機(jī)的功率P = 11 kW，轉(zhuǎn)速n = 970 r/min，電動(dòng)機(jī)軸的直徑和減速器輸入軸的直徑均為42 mm，試選擇電動(dòng)

20、機(jī)與減速器之間的聯(lián)軸器。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 解：（1）選擇類(lèi)型。為了緩和沖擊和減小振動(dòng)，選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。 （2）求計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 1195509550108 N m970PTn查附表15-4得，工作機(jī)為水泥攪拌機(jī)時(shí)的工作情況系數(shù)KA = 1.9，故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為（3）確定型號(hào)。 Tca= KAT= 1.9 108 = 205 Nm 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 附表15-4 工作情況系數(shù)KA 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 在附表15-3中選取彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器LT6。它的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩（即許用轉(zhuǎn)矩）為250 Nm，當(dāng)半聯(lián)軸器材料為鋼時(shí)，許用轉(zhuǎn)速為3800

21、r/min，允許的軸孔直徑在3242 mm之間。以上數(shù)據(jù)均能滿足本題的要求，故適用。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 附表15-3 彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（摘自GB/T 43232002） 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 15.3離合器的類(lèi)型和應(yīng)用離合器的類(lèi)型和應(yīng)用 離合器主要也是用做軸與軸之間的連接。離合器主要也是用做軸與軸之間的連接。與聯(lián)軸器不同的是，用離合器連接的兩根軸，與聯(lián)軸器不同的是，用離合器連接的兩根軸，在機(jī)器工作中能方便地使它們分離或接合。在機(jī)器工作中能方便地使它們分離或接合。 對(duì)離

22、合器的基本要求有：接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底；調(diào)節(jié)和修理方便；外廓尺寸小；質(zhì)量小；耐磨性好，有足夠的散熱能力；操縱方便、省力。離合器的類(lèi)型很多，如表15-2所示，常用的可分為牙嵌式與摩擦式兩大類(lèi)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 表15-2 離合器的分類(lèi) 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 一、牙嵌離合器一、牙嵌離合器 牙嵌離合器的零件數(shù)量少，主要由兩個(gè)端面有牙的半離合器組成，如圖15-13所示。 1主動(dòng)軸；2，3半離合器；4從動(dòng)軸；5操縱機(jī)構(gòu)；6對(duì)中環(huán) 圖15-13 牙嵌離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 其中，半離合器2固定在主動(dòng)軸1上，半離合器3用導(dǎo)鍵（或花鍵

23、）與從動(dòng)軸4連接。通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)5可使半離合器3沿導(dǎo)鍵作軸向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)離合器的分離與接合。 兩軸靠?jī)蓚€(gè)半離合器端面上的牙嵌接合來(lái)連接，以傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。為了使兩軸對(duì)中，在半離合器2上固定有對(duì)中環(huán)6，從動(dòng)軸可以在對(duì)中環(huán)內(nèi)自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 牙嵌離合器常用的牙型有三角形、矩形、梯形和鋸齒形，如圖15-14所示。 圖15-14 牙嵌離合器的牙型 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 三角形接合和分離容易，但齒的強(qiáng)度較弱，多用于傳遞小轉(zhuǎn)矩，接合后不能自鎖。 梯形和鋸齒形強(qiáng)度較高，接合和分離也較容易，多用于傳遞大轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，但鋸齒形只能單向工作，反轉(zhuǎn)時(shí)工作面將受到

24、較大的軸向分力，迫使離合器自行分離。 矩形制造容易，但必須在與槽對(duì)準(zhǔn)后方能接合，因而接合困難；而且接合以后，與接觸的工作面間無(wú)軸向分力作用，所以分離也較困難，故應(yīng)用較少。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外廓尺寸小，接合后兩個(gè)半離合器之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，但只能在兩根軸的轉(zhuǎn)速差很小或相對(duì)靜止的情況下才能接合，否則牙的相互嵌合會(huì)發(fā)生很大沖擊，影響牙的壽命，甚至?xí)寡勒蹟唷?牙嵌離合器可以借助電磁線圈的吸力來(lái)操縱，稱(chēng)為電磁牙嵌離合器。電磁牙嵌離合器通常采用嵌入方便的三角形細(xì)牙。由于該離合器依據(jù)信息而動(dòng)作，所以便于遙控和程序控制。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器

25、二、圓盤(pán)摩擦離合器二、圓盤(pán)摩擦離合器 圓盤(pán)摩擦離合器是利用主、從動(dòng)摩擦盤(pán)間產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，其結(jié)構(gòu)上有單盤(pán)式單盤(pán)式和多盤(pán)式多盤(pán)式兩種。根據(jù)摩擦副的潤(rùn)滑狀態(tài)不同，又可分為干式干式與濕式濕式兩種。 1主動(dòng)軸；2從動(dòng)軸；3，4摩擦盤(pán)；5操縱環(huán) 圖15-15 單盤(pán)摩擦離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 在主動(dòng)軸1和從動(dòng)軸2上，分別安裝摩擦盤(pán)3和4，操縱環(huán)5可以使摩擦盤(pán)4沿從動(dòng)軸移動(dòng)。接合時(shí)以力F將盤(pán)4壓在盤(pán)3上，主動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩即由兩盤(pán)接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩傳到從動(dòng)軸上。能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為 Tmax = FfRm 設(shè)摩擦力的合力作用在平均半徑的圓周上。取環(huán)形接合面的外徑為D1，內(nèi)

26、徑為D2，則 12m4DDR第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 這種單盤(pán)摩擦離合器為常開(kāi)式，接合平穩(wěn)、柔順，散熱性好，但傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，可用于傳遞轉(zhuǎn)矩范圍為153000 Nm的場(chǎng)合。當(dāng)需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用多盤(pán)摩擦離合器。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 圖15-16所示的是多盤(pán)摩擦離合器，它有兩組摩擦盤(pán)，其中外摩擦盤(pán)4利用外圓上的花鍵與外鼓輪2相連（外鼓輪2與輸入軸1相固連），內(nèi)摩擦盤(pán)5利用內(nèi)圓上的花鍵與內(nèi)套筒9相連（內(nèi)套筒9與輸出軸10相連）。 1輸入軸；2外鼓輪；3壓板；4外摩擦盤(pán)；5內(nèi)摩擦盤(pán)；6螺母；7曲臂壓桿；8滑環(huán)；9內(nèi)套筒；10輸出軸第第15章聯(lián)軸器與離合器章

27、聯(lián)軸器與離合器 當(dāng)滑環(huán)8做軸向移動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)曲臂壓桿7，使壓板3壓緊或松開(kāi)內(nèi)、外摩擦盤(pán)組，從而使離合器接合或分離。螺母6是用來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)、外摩擦盤(pán)組間隙大小的。外摩擦盤(pán)和內(nèi)摩擦盤(pán)的結(jié)構(gòu)形狀如圖15-17所示。若將內(nèi)摩擦盤(pán)改為圖15-17(c)中的碟形，使其具有一定的彈性，則離合器分離時(shí)摩擦盤(pán)能自行彈開(kāi)，接合時(shí)也較平穩(wěn)。 圖15-17 內(nèi)、外摩擦盤(pán)的結(jié)構(gòu)形狀 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 多片式摩擦離合器能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為 Tmax = FfRmz KAT z為接合摩擦面數(shù)（在圖15-16中，z = 6），其他符號(hào)的含義同前 摩擦盤(pán)工作表面的內(nèi)、外直徑之比，是摩擦離合器的一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參

28、數(shù)。 增加摩擦盤(pán)數(shù)目，可以提高離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的增加摩擦盤(pán)數(shù)目，可以提高離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，但摩擦盤(pán)過(guò)多會(huì)影響分離動(dòng)作的靈活性，故能力，但摩擦盤(pán)過(guò)多會(huì)影響分離動(dòng)作的靈活性，故一般不超過(guò)一般不超過(guò)1015對(duì)。對(duì)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 摩擦離合器的工作過(guò)程一般可分為接合接合、工作工作和分離分離三個(gè)階段。在接合和分離過(guò)程中，在接合和分離過(guò)程中，從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速總低于主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，因此兩從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速總低于主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，因此兩個(gè)摩擦盤(pán)工作面間必將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)個(gè)摩擦盤(pán)工作面間必將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從而會(huì)消耗一部分能量，并引起摩擦盤(pán)的磨損和發(fā)熱。為了限制磨損和發(fā)熱，應(yīng)使接合面上的壓強(qiáng)不超過(guò)許用

29、壓強(qiáng)p，即 22124 FppDD-第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 許用壓強(qiáng)p為基本許用壓強(qiáng)p0與系數(shù)k1、k2、k3的乘積，即 p = p0k1k2k3 k1、k2、k3分別為因離合器的平均圓周速度、主動(dòng)摩擦片數(shù)及每小時(shí)的接合次數(shù)不同而引入的修正系數(shù)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 圓盤(pán)摩擦離合器利用摩擦盤(pán)作為接合元件，結(jié)構(gòu)形式多，傳遞轉(zhuǎn)矩大，安裝調(diào)整方便，摩擦材料種類(lèi)多，能保證在不同工況下，具有良好的工作性能。 兩根軸可在任意大小轉(zhuǎn)速差的工況下接合和分離（特別是能在高速下進(jìn)行平穩(wěn)離合），并可通過(guò)改變摩擦盤(pán)間的壓力來(lái)調(diào)節(jié)從動(dòng)軸的加速時(shí)間，減小接合的沖擊振動(dòng)。 過(guò)載時(shí)摩擦

30、面間將打滑，具有安全保護(hù)作用。但在接合過(guò)程中會(huì)摩擦發(fā)熱，同時(shí)還要調(diào)整摩擦面的間隙。 圓盤(pán)摩擦離合器廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、建筑、輕工和紡織等機(jī)械中。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 15.4離合器的類(lèi)型和應(yīng)用離合器的類(lèi)型和應(yīng)用 大多數(shù)離合器已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，設(shè)計(jì)時(shí)，只需參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)其進(jìn)行類(lèi)比設(shè)計(jì)或選擇即可。選擇離合器時(shí)，有以下幾點(diǎn)要求。 （1）根據(jù)機(jī)器的工作特點(diǎn)和使用條件，結(jié)合各種離合器的性能 特點(diǎn)，確定離合器的類(lèi)型。（2）類(lèi)型確定后，可根據(jù)被連接的兩根軸的直徑、計(jì)算轉(zhuǎn)矩和 轉(zhuǎn)速，從相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)中查出適當(dāng)?shù)男吞?hào)。（3）必要時(shí)，需要對(duì)其薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行承載能力校核。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 【工程實(shí)例15-2】摩擦離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)一個(gè)普通車(chē)床主軸箱中用機(jī)械操縱的濕式多盤(pán)摩擦離合器。 已知電動(dòng)機(jī)額定功率P1 = 6 kW，額定轉(zhuǎn)速n1 = 970 r/min，電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶減速傳動(dòng)到摩擦離合器主動(dòng)軸，其軸徑d= 40 mm，減速比i= 1.43，每小時(shí)接合120次。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 （1）計(jì)算主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。取V帶傳動(dòng)效率h = 0.96，離合器主動(dòng)軸傳遞的功率為 P = P1h = 60.96 = 5.76 kW 離合器主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為 n = n1/i=960/1.43 = 672 r/min 離合器主