上課課件第14章聯(lián)軸器和離合器江蘇大學(xué)

1、20222022年年5 5月月4 4日日機機 械械 原理及設(shè)計原理及設(shè)計第十四章第十四章 聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器和離合器14-1 14-1 聯(lián)軸器和離合器概述聯(lián)軸器和離合器概述14-2 14-2 聯(lián)軸器的種類和特性聯(lián)軸器的種類和特性14-3 14-3 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇14-4 14-4 離合器離合器14-1 聯(lián)軸器和離合器概述聯(lián)軸器和離合器概述聯(lián)軸器和離合器是機械裝置中常用的部件，它聯(lián)軸器和離合器是機械裝置中常用的部件，它們主要用于聯(lián)接軸與軸，以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩，也可們主要用于聯(lián)接軸與軸，以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩，也可用作安全裝置。大致有以下類型：用作安全裝置。大致有以下類型：w 聯(lián)軸器：用于將兩

2、軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離，只有在機器停車時才可將兩軸分離w 離合器在機器運轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時接合或分離的一種裝置。它可用來操縱機器傳動的斷續(xù)，以便進行變速或換向w 安全聯(lián)軸器與離合器：機器工作時，若轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定值，即可自行斷開 或打滑，以保證機器中的主要零件不因過載而損壞w 特殊功用的聯(lián)軸器與離合器：用于某些特殊要求處，如：在一定的回轉(zhuǎn)方向或達到一定轉(zhuǎn)速時，聯(lián)軸器或離合器即可自動接合或分離等聯(lián)軸器和離合器種類繁多，在選用標(biāo)準(zhǔn)件或自行設(shè)計時應(yīng)考慮：傳遞轉(zhuǎn)矩大小、轉(zhuǎn)速高低、扭轉(zhuǎn)剛度變化、體積大小、緩沖吸振能力等因素。14-2 聯(lián)軸器的種類和特性聯(lián)軸器的種類和特性套筒聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器

3、夾殼聯(lián)軸器鉸制孔用螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接依靠螺栓的抗剪切能力傳遞扭矩。 普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接依靠兩半聯(lián)軸器結(jié)合面上摩擦力傳遞扭矩。 夾殼聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器屬于撓性聯(lián)軸器。由兩個端面上開十字滑塊聯(lián)軸器屬于撓性聯(lián)軸器。由兩個端面上開有凹型槽的半聯(lián)軸器和兩面帶有凸牙的中間盤組成。有凹型槽的半聯(lián)軸器和兩面帶有凸牙的中間盤組成。凸牙可在凹槽中滑動，可以補償安裝及運轉(zhuǎn)時兩軸凸牙可在凹槽中滑動，可以補償安裝及運轉(zhuǎn)時兩軸間的相對位移。一般運用于轉(zhuǎn)速間的相對位移。一般運用于轉(zhuǎn)速n小于小于250r/min,軸軸的剛度較大，無劇烈沖擊處。的剛度較大，無劇烈沖擊處。 滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸

4、器是由兩個帶凹槽的半聯(lián)軸器和一個方形滑塊聯(lián)軸器是由兩個帶凹槽的半聯(lián)軸器和一個方形滑塊組成，滑塊材料通常為夾布膠木制成。由于中滑塊組成，滑塊材料通常為夾布膠木制成。由于中間滑塊的質(zhì)量較小，具有彈性，可應(yīng)用于較高的轉(zhuǎn)間滑塊的質(zhì)量較小，具有彈性，可應(yīng)用于較高的轉(zhuǎn)速。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無速。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊處。劇烈沖擊處。 齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器由兩個帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒和兩個齒式聯(lián)軸器由兩個帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒和兩個帶有外齒的內(nèi)套筒組成。依靠內(nèi)外齒相嚙合傳遞扭帶有外齒的內(nèi)套筒組成。依靠內(nèi)外齒相嚙合傳遞扭矩。齒輪的齒廓曲線為漸開線，嚙合角為矩。齒輪

5、的齒廓曲線為漸開線，嚙合角為20。 這類聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，并允許有較大的偏這類聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，并允許有較大的偏移量，安裝精度要求不高，常用于重型機械中。移量，安裝精度要求不高，常用于重型機械中。 萬向聯(lián)軸器十字軸式萬向聯(lián)軸器，由兩個叉形接頭、一個中間十字軸式萬向聯(lián)軸器，由兩個叉形接頭、一個中間聯(lián)接件和軸組成。屬于一個可動的聯(lián)接，且允許兩聯(lián)接件和軸組成。屬于一個可動的聯(lián)接，且允許兩軸間有較大的夾角（夾角軸間有較大的夾角（夾角可達可達35-45)。結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)緊湊、維護方便，廣泛應(yīng)用于汽車、多頭鉆床等機緊湊、維護方便，廣泛應(yīng)用于汽車、多頭鉆床等機器的傳動系統(tǒng)。器的傳動系統(tǒng)。 滾子鏈聯(lián)軸

6、器聯(lián)軸器是利用一條公用的雙排鏈同時與兩個齒數(shù)相聯(lián)軸器是利用一條公用的雙排鏈同時與兩個齒數(shù)相同的并列鏈輪嚙合來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接。同的并列鏈輪嚙合來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接。 彈性套柱銷聯(lián)軸器用套有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。因為通過蛹用套有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。因為通過蛹狀常用耐油橡膠，以提高其彈性。半聯(lián)軸器與軸的狀常用耐油橡膠，以提高其彈性。半聯(lián)軸器與軸的配合孔可作成圓柱形或圓錐形。配合孔可作成圓柱形或圓錐形。 彈性柱銷聯(lián)軸器工作時轉(zhuǎn)矩通過兩半聯(lián)軸器及中間的尼龍柱銷而工作時轉(zhuǎn)矩通過兩半聯(lián)軸器及中間的尼龍柱銷而傳給從動軸。為了防止柱銷脫落，在半聯(lián)軸器的傳給從動軸。為了防止柱銷脫落，在半聯(lián)軸

7、器的外側(cè)，用螺釘固定了擋板。外側(cè)，用螺釘固定了擋板。 梅花形彈性聯(lián)軸器其結(jié)構(gòu)形式及工作原理與星形彈性聯(lián)軸器相似，但其結(jié)構(gòu)形式及工作原理與星形彈性聯(lián)軸器相似，但半聯(lián)軸器與軸配合的孔可作成圓柱形或圓錐形，并半聯(lián)軸器與軸配合的孔可作成圓柱形或圓錐形，并以梅花形彈性件取代星形彈性件。彈性件可根據(jù)使以梅花形彈性件取代星形彈性件。彈性件可根據(jù)使用要求選用不同硬度的聚氨酯橡膠、鑄型尼龍等材用要求選用不同硬度的聚氨酯橡膠、鑄型尼龍等材料制造。工作溫度范圍為料制造。工作溫度范圍為-35+80C，短時工作溫，短時工作溫度可達度可達100C，傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩為，傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩為1625000N.m。 輪胎聯(lián)軸器輪胎聯(lián)

8、軸器用橡膠或橡膠織物制成輪輪胎聯(lián)軸器用橡膠或橡膠織物制成輪胎狀的彈性元件，兩端用壓板及螺釘胎狀的彈性元件，兩端用壓板及螺釘分別壓在兩個半聯(lián)軸器上。這種聯(lián)軸分別壓在兩個半聯(lián)軸器上。這種聯(lián)軸器富有彈性，具有良好的消振能力，器富有彈性，具有良好的消振能力，能有效地降低動載荷和補償較大的軸能有效地降低動載荷和補償較大的軸向位移，而且絕緣性能好，運轉(zhuǎn)時無向位移，而且絕緣性能好，運轉(zhuǎn)時無噪聲。缺點是徑向尺寸較大；當(dāng)轉(zhuǎn)矩噪聲。缺點是徑向尺寸較大；當(dāng)轉(zhuǎn)矩較大時，會因過大扭轉(zhuǎn)變形而產(chǎn)生附較大時，會因過大扭轉(zhuǎn)變形而產(chǎn)生附加軸向載荷。為了便于裝配，有時將加軸向載荷。為了便于裝配，有時將輪胎開出徑向切口，但這時承載能

9、力輪胎開出徑向切口，但這時承載能力要顯著降低。要顯著降低。 膜片聯(lián)軸器其彈性元件為一定數(shù)量的很薄的多其彈性元件為一定數(shù)量的很薄的多邊環(huán)形（或圓環(huán)形）金屬膜片疊合邊環(huán)形（或圓環(huán)形）金屬膜片疊合而成的膜片組。在膜片的圓周上有而成的膜片組。在膜片的圓周上有若干個螺栓孔，用絞制孔用螺栓交若干個螺栓孔，用絞制孔用螺栓交錯間隔與半聯(lián)軸器相聯(lián)接。這樣將錯間隔與半聯(lián)軸器相聯(lián)接。這樣將彈性元件上的弧段分為交錯受壓縮彈性元件上的弧段分為交錯受壓縮和受拉伸的兩部分，拉伸部分傳遞和受拉伸的兩部分，拉伸部分傳遞轉(zhuǎn)矩，壓縮部分趨向皺折。當(dāng)機組轉(zhuǎn)矩，壓縮部分趨向皺折。當(dāng)機組存在軸向、徑向和角位移時，金屬存在軸向、徑向和角位

10、移時，金屬膜片便產(chǎn)生波狀變形。膜片便產(chǎn)生波狀變形。 星形彈性聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器上均制有凸牙，用橡膠等類材料制成的星兩半聯(lián)軸器上均制有凸牙，用橡膠等類材料制成的星形彈性件，放置在兩半聯(lián)軸器的凸牙之間。工作時，形彈性件，放置在兩半聯(lián)軸器的凸牙之間。工作時，星形彈性件受壓縮并傳遞轉(zhuǎn)矩。這種聯(lián)軸器允許軸的星形彈性件受壓縮并傳遞轉(zhuǎn)矩。這種聯(lián)軸器允許軸的徑向位移為徑向位移為0.2mm，偏角位移為，偏角位移為130。因彈性件只。因彈性件只受壓不受拉，工作情況有所改善，故壽命較長。受壓不受拉，工作情況有所改善，故壽命較長。 剪切銷安全聯(lián)軸器剪切銷安全聯(lián)軸器雙剪的雙剪的 單剪的單剪的 這種聯(lián)軸器有單剪的和雙剪的兩

11、種。這類聯(lián)軸器由這種聯(lián)軸器有單剪的和雙剪的兩種。這類聯(lián)軸器由于銷釘材料機械性能的不穩(wěn)定，以及制造尺寸的誤于銷釘材料機械性能的不穩(wěn)定，以及制造尺寸的誤差等原因，致使工作精度不高；而且銷釘剪斷后，差等原因，致使工作精度不高；而且銷釘剪斷后，不能自動恢復(fù)工作能力，因而必須停車更換銷釘。不能自動恢復(fù)工作能力，因而必須停車更換銷釘。但由于構(gòu)造簡單，所以對很少過載的機器還常采用。但由于構(gòu)造簡單，所以對很少過載的機器還常采用。 14-3 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇選擇聯(lián)軸器的類型計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩進行必要的承載能力校核規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度協(xié)調(diào)軸孔直徑校核最大轉(zhuǎn)矩確定聯(lián)軸器的型號選用的基本步驟為14-4 離

12、合器離合器作用：離合器用來聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中主、從動部分可分離可接合。一、離合器的分類w 按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類；w 按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類；w 按操縱方式分有機械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等；w 可自動離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能在特定條件下，自動地接合或分離。二、對離合器的基本要求w 分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動作準(zhǔn)確可靠；w 結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；w 接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱條件好；w 操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。牙

13、嵌離合器由兩個端面上有牙的半離合器組成。其中牙嵌離合器由兩個端面上有牙的半離合器組成。其中一個半離合器固定在主動軸上；另一個半離合器用導(dǎo)一個半離合器固定在主動軸上；另一個半離合器用導(dǎo)鍵（或花鍵）與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機構(gòu)使其作鍵（或花鍵）與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機構(gòu)使其作軸向移動，以實現(xiàn)離合器的分離與接合。牙嵌離合器軸向移動，以實現(xiàn)離合器的分離與接合。牙嵌離合器是借牙的相互嵌合來傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的。為使兩半離是借牙的相互嵌合來傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的。為使兩半離合器能夠?qū)χ?，在主動軸端的半離合器上固定一個對合器能夠?qū)χ?，在主動軸端的半離合器上固定一個對中環(huán)，從動軸可在對中環(huán)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。中環(huán)，從動軸可在

14、對中環(huán)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。 牙嵌離合器牙嵌離合器在主從動上分別安裝摩擦盤，操縱環(huán)可以使摩擦盤跟從動軸移動。接合時兩盤壓緊，主動軸上的轉(zhuǎn)矩由兩盤接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩傳到從動軸上 單盤摩擦離合器單盤摩擦離合器多盤摩擦離合器有兩組摩擦盤：一組外摩擦盤以其多盤摩擦離合器有兩組摩擦盤：一組外摩擦盤以其外齒插入主動軸上的外鼓輪內(nèi)緣的縱向槽中，盤的外齒插入主動軸上的外鼓輪內(nèi)緣的縱向槽中，盤的孔壁則不與任何零件接觸，故外盤可與主動軸一起孔壁則不與任何零件接觸，故外盤可與主動軸一起轉(zhuǎn)動，并可在軸向力推動下沿軸向移動；另一組內(nèi)轉(zhuǎn)動，并可在軸向力推動下沿軸向移動；另一組內(nèi)摩擦盤以其孔壁凹槽與從動軸上的套筒的凸齒相配摩擦盤以其孔壁凹槽與從動軸上的套筒的凸齒相配合，而盤的外緣不與任何零件接觸，