第十四章 連軸器與離合器

機械設(shè)計第十四章聯(lián)軸器和離合器（DesignofMachinery）第十四章聯(lián)軸器和離合器§14-1聯(lián)軸器和離合器概述§14-2聯(lián)軸器的種類和特性§14-3聯(lián)軸器的選擇§14-4離合器§14-1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：聯(lián)軸器：用于將兩軸聯(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，在選用標準件或自行設(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?！?4-2聯(lián)軸器的種類和特性普通聯(lián)軸器的分類一.剛性聯(lián)軸器：不能補償兩軸間的相對位移。無減振緩沖能力，要求兩軸對中性好?！锿咕壜?lián)軸器★套筒聯(lián)軸器★夾殼聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器鉸制孔螺栓普通螺栓●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)接依靠兩半聯(lián)軸器結(jié)合面上摩擦力傳遞扭矩。

二.撓性聯(lián)軸器：依靠元件能夠補償兩軸間的相對位移。有減振緩沖能力。1.無彈性元件的撓性聯(lián)軸器☆十字軸萬向聯(lián)軸器（十字滑塊聯(lián)軸器)☆滑塊聯(lián)軸器☆齒式聯(lián)軸器☆滾子鏈聯(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)時兩軸間的相對位移。一般運用于轉(zhuǎn)速n小于250r/min,軸的剛度較大，無劇烈沖擊處?！窕瑝K聯(lián)軸器滑塊聯(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)速而無劇烈沖擊處?！颀X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20°。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?！袢f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α可達35°-45°)。結(jié)構(gòu)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)?！駶L子鏈聯(lián)軸器聯(lián)軸器是利用一條公用的雙排鏈同時與兩個齒數(shù)相同的并列鏈輪嚙合來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接?！駨椥蕴字N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?！駨椥灾N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傳給從動軸。為了防止柱銷脫落，在半聯(lián)軸器的外側(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-35～+80°C，短時工作溫度可達100°C，傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩為16～25000N.m?！褫喬ヂ?lián)軸器輪胎聯(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，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)時無噪聲。缺點是徑向尺寸較大；當轉(zhuǎn)矩較大時，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，有時將輪胎開出徑向切口，但這時承載能力要顯著降低。●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，拉伸部分傳遞轉(zhuǎn)矩，壓縮部分趨向皺折。當機組存在軸向、徑向和角位移時，金屬膜片便產(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)軸器允許軸的徑向位移為0.2mm，偏角位移為1°30'。因彈性件只受壓不受拉，工作情況有所改善，故壽命較長?！窦羟袖N安全聯(lián)軸器雙剪的單剪的這種聯(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。但由于構(gòu)造簡單，所以對很少過載的機器還常采用?！?4-3聯(lián)軸器的選擇一.根據(jù)工作情況和經(jīng)濟性綜合考慮，選擇類型1.載荷：T大小、性質(zhì)（平穩(wěn)、沖擊）；2.工作轉(zhuǎn)速：n；3.精度：位移的大小和方向二.確定聯(lián)軸器的型號（尺寸大小）1.扭矩T大??；2.工作轉(zhuǎn)速n；3.調(diào)整軸孔直徑尺寸和形狀。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、離合器的分類按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類；按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類；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；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分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動作準確可靠；結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱條件好；操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。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)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校谥鲃虞S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。●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；