第五章 聯(lián)軸器、離合器

一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)三、典型實(shí)例分析四、復(fù)習(xí)題五

、復(fù)習(xí)題參考答案第十四章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器回目錄

1．基本內(nèi)容（1）聯(lián)軸器的組成與分類(lèi)；幾種常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)以及選擇和計(jì)算方法。（2）離合器的組成與分類(lèi)；幾種常用離合器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)及其選擇。（3）制動(dòng)器的組成與分類(lèi)；幾種常用制動(dòng)器的工作原理。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求

2．學(xué)習(xí)要求（1）了解聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器的功用。（2）掌握聯(lián)軸器連接兩軸間位置的補(bǔ)償原理，聯(lián)軸器與離合器在功能上的異同點(diǎn)。（3）掌握常用聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器的主要類(lèi)型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、性能和選擇及計(jì)算方法。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求

3.重點(diǎn)幾種常用聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器的種類(lèi)、工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)。4.難點(diǎn)各種聯(lián)軸器、離合器的選用。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求

第一節(jié)聯(lián)軸器一、聯(lián)軸器的組成和分類(lèi)

聯(lián)軸器和離合器是用來(lái)聯(lián)接兩軸（或軸與轉(zhuǎn)動(dòng)件），并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的部件。兩者的區(qū)別是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有在機(jī)器停車(chē)后，通過(guò)拆卸才能彼此分離；而用離合器聯(lián)接的兩軸則可在機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)使兩軸分離和接合。制動(dòng)器是對(duì)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)件施加阻力或阻力矩，使其減速、停止或保持靜止?fàn)顟B(tài)的部件。第十四章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器二、聯(lián)軸器與離合器的分類(lèi)無(wú)彈性元件聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器有彈性元件聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器星形彈性聯(lián)軸器下面將對(duì)各種聯(lián)軸器作詳細(xì)介紹聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器又分為固定式和可移式兩種型式。固定式聯(lián)軸器要求兩軸嚴(yán)格對(duì)中；而可移式聯(lián)軸器允許兩軸有一定的安裝誤差，能補(bǔ)償兩軸的對(duì)中偏差。彈性聯(lián)軸器內(nèi)包含有彈性元件，具有緩沖吸振作用，同時(shí)可補(bǔ)償兩軸間的偏移。固定式剛性聯(lián)軸器又可分為：套筒式聯(lián)軸器、夾殼式聯(lián)軸器和凸緣式聯(lián)軸器。二、固定式剛性聯(lián)軸器應(yīng)用最廣泛的是凸緣式聯(lián)軸器GB5843－86。這種聯(lián)軸器要求兩軸線嚴(yán)格對(duì)中準(zhǔn)確。適用于速度比較低，轉(zhuǎn)矩比較大的場(chǎng)合。三、可移式剛性聯(lián)軸器1.齒式聯(lián)軸器(GB8854.3-2001)齒式聯(lián)軸器是允許兩軸作綜合位移的，它允許徑向位移y≤6.3mm，角位移α≤30′。常用重型機(jī)械中。2.十字滑塊聯(lián)軸器兩軸線之間允許徑向位移y≤0.04d（d為軸徑），角位移α≤30′。應(yīng)用在剛度較大，轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合，限制轉(zhuǎn)速在n≤300r／min。潘存云教授研制5、雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)將兩個(gè)單萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)。安裝要求：①主動(dòng)、從動(dòng)、中間三軸共面；②主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等；③中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。ααC2αα121C為了消除從動(dòng)軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)的缺點(diǎn)，常3.萬(wàn)向聯(lián)軸器當(dāng)一個(gè)軸的位置固定以后，另一個(gè)軸可以在任意方向偏斜α角，允許角位移在35°～45°左右。主要用在汽車(chē)、拖拉機(jī)底盤(pán)等機(jī)械中。四、彈性聯(lián)軸器1.彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器

(GB4323－2002)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換方便，能吸收沖擊振動(dòng)，并能補(bǔ)償兩軸線的位移和偏斜。主要用在連接經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)頻繁、載荷比較平穩(wěn)，傳遞功率比較大的場(chǎng)合。2.彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器

(GB5014－2003)適用于軸向竄動(dòng)量大、正反轉(zhuǎn)變化較多和啟動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。第二節(jié)離合器作用：在機(jī)器中使兩軸隨時(shí)分離或接合來(lái)傳遞動(dòng)力。一、牙嵌離合器適用于速度比較低場(chǎng)合。并且不能在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中接合。二、圓盤(pán)摩擦離合器分單片和多片。

多片圓盤(pán)摩擦離合器特點(diǎn)是：兩軸能在不停車(chē)的情況下進(jìn)行接合，而且接合的比較平穩(wěn)，沖擊振動(dòng)小，當(dāng)過(guò)載時(shí)，摩擦面之間發(fā)生打滑，還可以避免損壞其他零件，起到安全裝置的作用。應(yīng)用相當(dāng)廣泛。三、聯(lián)軸器與離合器的選用

1.聯(lián)軸器與離合器的選擇a）通常對(duì)于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速低且穩(wěn)定、剛性大的短軸可選用剛性固定式聯(lián)軸器；b）對(duì)于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速低且穩(wěn)定、剛性小的長(zhǎng)軸，為了補(bǔ)償安裝誤差和軸或其他相連接件的變形，可選用無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器；c）對(duì)傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械，選用齒輪聯(lián)軸器；d）對(duì)于高速且有沖擊振動(dòng)的軸應(yīng)選用有彈性元件撓性聯(lián)軸器。

2.選擇步驟：

a)大部分聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)主要是根據(jù)機(jī)器的工作要求和特點(diǎn)，結(jié)合聯(lián)軸器的性能選擇合適的類(lèi)型。

b)按照連接的主從動(dòng)軸徑、計(jì)算轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速在標(biāo)準(zhǔn)中選出相應(yīng)的型號(hào)。在選用時(shí)，應(yīng)使標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)型號(hào)聯(lián)軸器的許用最大轉(zhuǎn)矩大于或等于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，同時(shí)被連接的主從動(dòng)軸徑的尺寸要在相應(yīng)型號(hào)聯(lián)軸器允許的直徑范圍之內(nèi)。計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tc＝KA×TKA－工作情況系數(shù)表17－1。T－電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩舉例：例1凸緣聯(lián)軸器代號(hào)：YL8聯(lián)軸器40×112GB5843-86表示：Y型軸孔，A型鍵槽，軸孔直徑d=40mm,軸孔長(zhǎng)度L=112mm。Y型表示長(zhǎng)圓柱型軸孔。該型號(hào)說(shuō)明主動(dòng)軸和從動(dòng)軸直徑和長(zhǎng)度相同。例2：如果主動(dòng)軸和從動(dòng)軸直徑和長(zhǎng)度不相同，分別寫(xiě)為:分子主動(dòng)軸，分母從動(dòng)軸。J型和J1型表示：短圓柱型軸孔。

例3：彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器表示：分子是主動(dòng)軸，Z型軸孔（帶1：10錐度的錐孔）

C型鍵槽，d1=16mm，L=30mm。

分母是從動(dòng)軸，

J型軸孔,B型鍵槽,d1=18mm,L=42mm。

第三節(jié)

制動(dòng)器一、制動(dòng)器的工作原理、組成和類(lèi)型1.制動(dòng)器的工作原理制動(dòng)器多為摩擦制動(dòng)器，即利用摩擦元件之間產(chǎn)生摩擦阻力矩來(lái)消耗機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能，以達(dá)到制動(dòng)的目的。制動(dòng)器通常安裝在機(jī)械中轉(zhuǎn)速較高的軸上，這樣所需制動(dòng)力矩和制動(dòng)器尺寸均可較小。圖13-3

2.制動(dòng)器的組成制動(dòng)器主要由制動(dòng)架、摩擦元件和驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成。制動(dòng)架是制動(dòng)器其他部分安裝和支承的基礎(chǔ)。摩擦元件與制動(dòng)輪以面相接觸，以產(chǎn)生制動(dòng)摩擦力矩。驅(qū)動(dòng)裝置則將作用于制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力放大并傳遞給摩擦元件以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)（緊閘），或使摩擦元件與制動(dòng)輪脫離接觸而松閘。另外，許多制動(dòng)器摩擦元件的間隙還裝有自動(dòng)調(diào)整裝置。

3.制動(dòng)器的類(lèi)型摩擦制動(dòng)器按摩擦元件的結(jié)構(gòu)型式分為帶式制動(dòng)器、閘瓦式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器三類(lèi)。

三、典型實(shí)例分析例13-1一碎石機(jī)軸與齒輪減速器輸出軸相連接。已知工作轉(zhuǎn)矩T=2.5kN·m，減速器輸出軸軸徑d1=90mm；碎石機(jī)軸徑d2=100mm，轉(zhuǎn)速n=800r／min，試確定聯(lián)軸器的型號(hào)，并寫(xiě)出其標(biāo)記。三、典型實(shí)例分析解：⑴類(lèi)型選擇因用于低速軸，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，為使結(jié)構(gòu)緊湊，選用齒式聯(lián)軸器。⑵求計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc根據(jù)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為碎石機(jī)查得：工作情況系數(shù)K=2.3，求得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)c=KT=（2.3×2.5）kN·m=5.75kN·m三、典型實(shí)例分析⑶型號(hào)選擇從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（ZB/T19013—1989）查得：GⅡCL7型鼓形齒式聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為6300N·m，許用最大轉(zhuǎn)速為3750r/min，軸徑范圍為50~105mm，故合用。減速器軸端半聯(lián)軸器用Y型軸孔，軸孔直徑d1=90mm，軸孔長(zhǎng)度L1=172mm；碎石機(jī)軸端半聯(lián)軸器用J1型軸孔，軸孔直徑d2=100mm，軸孔長(zhǎng)度L2=167mm。所以聯(lián)軸器的標(biāo)記為三、典型實(shí)例分析常用聯(lián)軸器的特點(diǎn)和使用條件類(lèi)別型式特點(diǎn)使用條件聯(lián)軸器剛性固定式

套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，但裝拆不方便用于兩軸直徑較小，同心度高、工作平穩(wěn)的連接凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩對(duì)中精度較高，載荷平穩(wěn)的連接三、典型實(shí)例分析常用聯(lián)軸器的特點(diǎn)和使用條件類(lèi)別型式特點(diǎn)使用條件聯(lián)軸器剛性可移式

十字滑塊聯(lián)軸器

徑向尺寸小，壽命較長(zhǎng)，但制造復(fù)雜，需要潤(rùn)滑

用于低速傳動(dòng)，兩軸同軸度誤差較大的情況齒式聯(lián)軸器

承載能力大，工作可靠，但制造成本高

可在高溫重載條件下工作，常用在起動(dòng)頻繁，正反轉(zhuǎn)變化較多的場(chǎng)合萬(wàn)向聯(lián)軸器徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，單個(gè)使用有附加動(dòng)載荷，所以常成對(duì)使用用于兩軸夾角大、或兩軸平行但連接距離大的場(chǎng)合三、典型實(shí)例分析常用聯(lián)軸器的特點(diǎn)和使用條件類(lèi)別型式特點(diǎn)使用條件彈性聯(lián)軸器彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器彈性較好，裝拆方便，成本低，但彈性套易損壞，壽命短，要限制使用溫度用于連接載荷平穩(wěn)，需正反轉(zhuǎn)，起動(dòng)頻繁，高速輕載的場(chǎng)合彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維護(hù)方便，壽命長(zhǎng)，但要限制使用溫度用于正反轉(zhuǎn)變化較多，起動(dòng)頻繁的高、低速傳動(dòng)1.問(wèn)答題⑴聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？?jī)烧叩墓τ糜泻萎愅竣苿傂怨潭ㄊ铰?lián)軸器和剛性可移式聯(lián)軸器有何區(qū)別？各適合于什么工作條件？⑶剛性可移式聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器有何區(qū)別？各適合于什么工作條件？⑷剛性凸緣式聯(lián)軸器有哪幾種對(duì)中方法？各有什么特點(diǎn)？⑸單萬(wàn)向聯(lián)軸器的主要缺點(diǎn)是什么？雙萬(wàn)向聯(lián)軸器正確安裝的條件是什么？⑹怎樣計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩？工作情況系數(shù)K與哪些因素有關(guān)？

四、復(fù)習(xí)題⑺在下列工況下，選擇哪類(lèi)聯(lián)軸器較好？試舉出一種聯(lián)軸器的名稱(chēng)。 ①載荷平穩(wěn)、沖擊輕微，兩軸易于準(zhǔn)確對(duì)中，同時(shí)希望壽命較長(zhǎng)； ②載荷比較平穩(wěn)、沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對(duì)偏移； ③載荷不平穩(wěn)，且具有較大沖擊和振動(dòng)。⑻牙嵌離合器常用的牙形有幾種？各有什么特點(diǎn)？⑼為什么要限制圓盤(pán)摩擦離合器接合面的數(shù)目？⑽制動(dòng)器常用在哪些場(chǎng)合？它們的工作原理是什么？⑾制動(dòng)器通常是安裝在機(jī)器的高速軸上還是低速軸上？為什么？四、復(fù)習(xí)題2.選擇題（1）聯(lián)軸器與離合器的主要作用是_____。(A)緩和沖擊和振動(dòng)；(B)補(bǔ)償兩軸間的偏移；(C)聯(lián)接兩軸并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩；(D)防止機(jī)器發(fā)生過(guò)載。（2）剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器的主要區(qū)別是_____。(A)彈性聯(lián)軸器內(nèi)裝有彈性件，而剛性聯(lián)軸器沒(méi)有；(B)彈性聯(lián)軸器能補(bǔ)償兩軸間的偏移，而剛性聯(lián)軸器不能；(C)剛性聯(lián)軸器要求兩軸嚴(yán)格對(duì)中，而彈性聯(lián)軸器不要求對(duì)中；(D)彈性聯(lián)軸器過(guò)載時(shí)能打滑，而剛性聯(lián)軸器不能。（3）彈性聯(lián)軸器不適用于_____工作場(chǎng)合。(A)兩軸線有相對(duì)偏移；(B)傳遞較大轉(zhuǎn)矩；(C)兩軸線傾斜一角度；(D)工作中有沖擊、振動(dòng)及起動(dòng)頻繁

四、復(fù)習(xí)題（4）安裝凸緣聯(lián)軸器時(shí)，對(duì)兩軸的要求是_____。(A)兩軸嚴(yán)格對(duì)中；(B)兩軸可有徑向偏移；(C)兩軸可相對(duì)傾斜一角度；(D)兩軸可有綜合位移。（5）齒式聯(lián)軸器的特點(diǎn)是_____。(A)可補(bǔ)償兩軸的綜合位移；(B)可補(bǔ)償兩軸的徑向偏移；(C)可補(bǔ)償兩軸的角偏移；(D)有齒頂間隙，能吸收振動(dòng)（6）下列_____不是彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的特點(diǎn)。(A)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便；(B)價(jià)格低廉；(C)能吸收振動(dòng)和補(bǔ)償兩軸的綜合位移。(D)彈性套不易損壞，使用壽命長(zhǎng)。（7）用于聯(lián)接兩相交軸的單萬(wàn)向聯(lián)軸器，其主要缺點(diǎn)是______。(A)結(jié)構(gòu)龐大，維護(hù)困難；(B)零件易損壞，使用壽命短；(C)只能傳遞小轉(zhuǎn)矩；(D)主動(dòng)軸作等速運(yùn)動(dòng)，但從動(dòng)軸作周期性的變速運(yùn)動(dòng)。四、復(fù)習(xí)題

（8）橋式起重機(jī)兩傳動(dòng)軸用齒式聯(lián)軸器CL2相聯(lián)，兩軸直徑相等，軸的轉(zhuǎn)速n=70r/min，如該聯(lián)軸器許用最大轉(zhuǎn)矩為1400N·m，取工作情況系數(shù)K=1.5，試求聯(lián)軸器能傳遞的最大功率Pmax。(A)Pmax=10.26kW；（B）Pmax=6.84kW；(C)Pmax=10kW；（D）Pmax=15.39kW。（9）牙嵌離合器只能在__________接合。(A)單向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)；（B）高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)；(C)正反轉(zhuǎn)工作時(shí)；（D）兩軸轉(zhuǎn)速差很小或停車(chē)時(shí)。（10）某機(jī)器的兩軸，要求在任何轉(zhuǎn)速下都能接合，應(yīng)選擇 ________離合器。(A)摩擦；（B）牙嵌；(C)安全；（D）超越。四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題（11）牙嵌離合器的常用牙型有矩形、梯形、鋸齒形三種，在傳遞較大轉(zhuǎn)矩時(shí)常用的牙型為梯形，這是因?yàn)開(kāi)_________。(A)梯形牙強(qiáng)度較高，離合較容易且磨損能補(bǔ)償；(B)梯形牙與齒接觸面間有軸向分力；(C)接合