第十四章联轴器和离合器

1、第十四章第十四章 联轴器和离合器联轴器和离合器 联轴器联轴器 联接两轴联接两轴,传递转矩。传递转矩。 机器运转时两轴不能分开，只有在机器停车机器运转时两轴不能分开，只有在机器停车 并将联接拆开后，两轴才能分离。并将联接拆开后，两轴才能分离。 离合器离合器 联接两轴联接两轴,传递转矩。传递转矩。 机器运转过程中可使两轴分开或接合。机器运转过程中可使两轴分开或接合。 第一节第一节 联轴器联轴器 一、联轴器的功用与分类一、联轴器的功用与分类 功用功用联接两轴，传递转矩。联接两轴，传递转矩。 分类分类 刚性联轴器刚性联轴器不能补偿两轴可能偏移不能补偿两轴可能偏移 挠性联轴器挠性联轴器能补偿两轴可能偏移

2、能补偿两轴可能偏移 无弹性元件的挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器 有弹性元件的挠性联轴器有弹性元件的挠性联轴器 二、常用刚性联轴器二、常用刚性联轴器 1.结构例结构例 1)凸缘联轴器凸缘联轴器 结构组成：结构组成： 型式型式 GY（YL）铰制孔用螺栓对中铰制孔用螺栓对中 GYD（YLD）对中榫对中对中榫对中 2）套筒联轴器）套筒联轴器GT型型 结构组成：结构组成： 特点：径向尺寸小特点：径向尺寸小 3）夹壳联轴器）夹壳联轴器GJ型型 结构组成：结构组成： 特点：特点： 装拆方便、用于低速、装拆方便、用于低速、 载荷平稳的场合载荷平稳的场合 2.特点：特点： 结构简单、制造容易、成本低，但不能缓

3、冲结构简单、制造容易、成本低，但不能缓冲 吸振，不能补偿两轴可能偏移，要求两轴吸振，不能补偿两轴可能偏移，要求两轴 对中严格。对中严格。 3.应用：应用： 速度不大载荷平稳、两轴能准确对中的场合。速度不大载荷平稳、两轴能准确对中的场合。 三、常用无弹性元件的挠性联轴器三、常用无弹性元件的挠性联轴器 1.结构例：结构例： 1）十字滑块联轴器）十字滑块联轴器 WH型型 结构组成：结构组成： 半联轴器半联轴器1、3+十字滑块（摆动频率十字滑块（摆动频率=2n） 补偿原理：双转块机构补偿原理：双转块机构 特点：结构简单，轴向尺寸小，不耐磨，特点：结构简单，轴向尺寸小，不耐磨， 应用：转矩较大、无冲击、

4、低速应用：转矩较大、无冲击、低速nmax=100 250r/min的场合。的场合。 2）滑块联轴器）滑块联轴器 结构组成：半联轴器结构组成：半联轴器1、3+方形滑块方形滑块(通常用通常用 夹布胶木制夹布胶木制) 补偿原理：双转块机构补偿原理：双转块机构 特点：结构简单，尺寸紧凑，有较高极限转特点：结构简单，尺寸紧凑，有较高极限转 速，速， 应用：小功率、高转速、无剧烈冲击处应用：小功率、高转速、无剧烈冲击处 3）万向联轴器）万向联轴器WS型型 结构组成：主动叉结构组成：主动叉+从动叉从动叉+十字柱销十字柱销 补偿原理：球铰（球面副）补偿原理：球铰（球面副） 特点：特点： 径向尺寸小，允许角偏移

5、大，维护方便，径向尺寸小，允许角偏移大，维护方便， 要主、从动轴同步应满足三个条件：要主、从动轴同步应满足三个条件： （1）1=2； （2）中间轴两端叉形共面；）中间轴两端叉形共面； （3）主、从、中三轴线共面。）主、从、中三轴线共面。 应用：应用： 联接轴夹角较大的场合联接轴夹角较大的场合 2）齿式联轴器）齿式联轴器WC型型 结构组成：带外齿的半联轴器结构组成：带外齿的半联轴器+有内齿的外壳有内齿的外壳 +螺栓联接螺栓联接 补偿原理：补偿原理： 齿顶椭球面，轮齿齿顶椭球面，轮齿 鼓形，顶隙、侧隙大。鼓形，顶隙、侧隙大。 特点：特点： 传递转矩大，补偿能力大，安装精度要求不传递转矩大，补偿能力

6、大，安装精度要求不 高，结构复杂，成本高。高，结构复杂，成本高。 应用：应用： 高速、重载、常正反转起动的场合。高速、重载、常正反转起动的场合。 4）链条联轴器）链条联轴器WZ型型 结构组成：两个同齿数的链轮式半联轴器结构组成：两个同齿数的链轮式半联轴器+公公 共的双链条共的双链条 补偿原理：间隙补偿原理：间隙 特点：结构简单、特点：结构简单、 紧凑；重量轻；装拆方便；补偿综合偏移紧凑；重量轻；装拆方便；补偿综合偏移 应用：高温等环境差的场合。不宜高速传动，应用：高温等环境差的场合。不宜高速传动， 不宜逆向传动及频繁起动。不宜逆向传动及频繁起动。 2.特点：允许一定的相对偏移，但不能缓冲特点：

7、允许一定的相对偏移，但不能缓冲 吸振，要润滑。吸振，要润滑。 四、有弹性元件的挠性联轴器四、有弹性元件的挠性联轴器 1.结构例结构例： 1）弹性套柱销联轴器）弹性套柱销联轴器LT型型 结构组成：半联轴器结构组成：半联轴器+弹性套（耐油橡胶、安装在弹性套（耐油橡胶、安装在 从动半联轴器上）从动半联轴器上）+柱销。应留有拆装柱销的空柱销。应留有拆装柱销的空 间。间。 补偿原理：弹性套变形补偿原理：弹性套变形 特点：结构简单，维修特点：结构简单，维修 方便，补偿偏移，缓冲方便，补偿偏移，缓冲 吸振，成本较低；弹性套易磨损。吸振，成本较低；弹性套易磨损。 应用：启动及换向频繁的高、中速的中小转矩的两应

8、用：启动及换向频繁的高、中速的中小转矩的两 轴联接。轴联接。 2）弹性柱销联轴器）弹性柱销联轴器LH型型 结构组成：半联轴器结构组成：半联轴器+尼龙柱销尼龙柱销+挡板挡板 补偿原理：弹性变形补偿原理：弹性变形 特点：特点： 承载力大，结构更简单，承载力大，结构更简单， 耐久性好，有一定的缓冲吸振。耐久性好，有一定的缓冲吸振。 应用：应用： 转矩较大的中、低速轴的联接。温度应限制。转矩较大的中、低速轴的联接。温度应限制。 3）梅花形弹性联轴器）梅花形弹性联轴器 结构组成：半联轴器结构组成：半联轴器+梅花形弹性件梅花形弹性件 补偿原理：弹性变形补偿原理：弹性变形 特点：特点： 补偿综合偏移、吸振强

9、。补偿综合偏移、吸振强。 应用：振动和冲击较大的场合。应用：振动和冲击较大的场合。 4）轮胎式联轴器）轮胎式联轴器 结构组成：半联轴器结构组成：半联轴器+轮胎状弹性元件轮胎状弹性元件+压板、压板、 螺钉螺钉 补偿原理：弹性变形补偿原理：弹性变形 特点：富有弹性减少特点：富有弹性减少 动载荷，综合补偿能动载荷，综合补偿能 力大，绝缘、无噪声；力大，绝缘、无噪声； 但径向尺寸大；当转但径向尺寸大；当转 矩较大时因扭转变形矩较大时因扭转变形 大产生附加轴向载荷。大产生附加轴向载荷。 应用：潮湿多尘的场合应用：潮湿多尘的场合 5）膜片联轴器）膜片联轴器 结构组成：半联轴器结构组成：半联轴器+金属腊片弹

10、性元件金属腊片弹性元件+铰铰 制孔螺栓制孔螺栓 补偿原理：金属腊片的波状弹性变形补偿原理：金属腊片的波状弹性变形 特点特点:结构简单，无间隙，不需润滑，维护方结构简单，无间隙，不需润滑，维护方 便，平衡容易，质量小，对环境适应性强；便，平衡容易，质量小，对环境适应性强； 但缓冲吸振差但缓冲吸振差 应用：载荷平稳的高速传动应用：载荷平稳的高速传动 定刚度的圆柱弹簧联轴器、定刚度的圆柱弹簧联轴器、 变刚度的蛇形弹簧联轴器、变刚度的蛇形弹簧联轴器、 径向弹簧片联轴器径向弹簧片联轴器 2.特点：特点： 具有补偿轴偏移的能力，具有补偿轴偏移的能力， 能缓冲吸振。能缓冲吸振。 五、联轴器的选用五、联轴器的

11、选用 1.类型选择类型选择： 依据：依据： （1）同轴条件）同轴条件 判断主要的相对位移判断主要的相对位移 （2）载荷条件）载荷条件 大小、性质及缓冲要求大小、性质及缓冲要求 （3）速度条件）速度条件 工作转速及离心力等工作转速及离心力等 （4）使用条件）使用条件 可靠性要求和工作环境等可靠性要求和工作环境等 （5）制造安装条件）制造安装条件 含装拆、成本、维护等含装拆、成本、维护等 2.型号选择型号选择 满足：满足： （1）Tca=KATT （2）两轴直径符合联轴器内孔范围）两轴直径符合联轴器内孔范围 （3）nmaxn （4）规定部件相应的安装精度）规定部件相应的安装精度 （5）必要时，计算

12、个别零件）必要时，计算个别零件 由交流电动机直接带动一直流发电机。若已知所需由交流电动机直接带动一直流发电机。若已知所需 最大功率为最大功率为1820kW，转速为，转速为n=3000r/min，外，外 伸轴径伸轴径d=45mm。试选择电动机与发电机之间的。试选择电动机与发电机之间的 联轴器。联轴器。 解解1）选择联轴器的类型）选择联轴器的类型 选用凸缘联轴器选用凸缘联轴器 2）确定具体型号和尺寸）确定具体型号和尺寸 计算转矩计算转矩 根据根据Tca、d、n等条件，由标准等条件，由标准GB5843-86选用选用YL9 型凸缘联轴器，其额定转矩为型凸缘联轴器，其额定转矩为400Nm，许用转速，许用

13、转速 为为4100r/min，轴孔直径有，轴孔直径有45mm。 标注：标注：YL9联轴器联轴器45112GB584386 Nm n P KTKT AAca 34.127 3000 20 955029550 第二节第二节 离合器离合器 一、离合器的功用和特点一、离合器的功用和特点 功用：联接两轴，传递转矩，有时可限制转功用：联接两轴，传递转矩，有时可限制转 速、转矩、转向，满足变速、换向、空载速、转矩、转向，满足变速、换向、空载 起动、防止过载的目的起动、防止过载的目的 特点：机器工作时可根据需要使两轴接合或特点：机器工作时可根据需要使两轴接合或 分开分开 分类：分类： 操纵式离合器：嵌合、摩擦

14、操纵式离合器：嵌合、摩擦 自动式离合器：离心、超越、安全自动式离合器：离心、超越、安全 二、嵌合式离合器二、嵌合式离合器 结构：半离合器结构：半离合器+对中环对中环+导向键导向键+操纵机构操纵机构 牙形：三角形、矩形、梯形牙形：三角形、矩形、梯形 牙数：牙数：360。转矩大牙数宜少，。转矩大牙数宜少， 接合时间短牙数宜多。接合时间短牙数宜多。 特点：径向尺寸小，传递转矩大，两轴同步，特点：径向尺寸小，传递转矩大，两轴同步， 但接合冲击但接合冲击 应用：适合停机或低速时接合应用：适合停机或低速时接合 三、摩擦式离合器三、摩擦式离合器 结构：半离合器结构：半离合器+内外摩擦片内外摩擦片+操纵机构操

15、纵机构+锥锥 形滑环形滑环+压板压板 操纵方法有机械的、操纵方法有机械的、 电磁的、气动的和液压的等电磁的、气动的和液压的等 摩擦片数：摩擦片数： 湿式：湿式：Z2530； 干式：干式：Z7 。 特点：随时接合、分离，平稳、冲击小，有特点：随时接合、分离，平稳、冲击小，有 过载保护作用，但离合过程两轴不同步，过载保护作用，但离合过程两轴不同步， 外形尺寸大，发热、磨损。外形尺寸大，发热、磨损。 应用：同步要求低的高速接合应用：同步要求低的高速接合 四、自动式离合器四、自动式离合器 1.牙嵌式安全离合器牙嵌式安全离合器 保护原理：牙面上产生的轴向分力超过弹簧保护原理：牙面上产生的轴向分力超过弹簧

16、 压力时，分离。压力时，分离。 2.离心离合器离心离合器 接合原理：靠离心惯性力克服弹簧力接合原理：靠离心惯性力克服弹簧力 3.超越离合器（定向离合器）超越离合器（定向离合器） 接合原理：楔形结构接合原理：楔形结构+相对运动相对运动+摩擦力摩擦力 4电磁粉末离合器电磁粉末离合器 接合原理：电磁粉末在磁场作用下被吸引聚接合原理：电磁粉末在磁场作用下被吸引聚 集。过载滑动产生高温超过电磁粉末的居集。过载滑动产生高温超过电磁粉末的居 里点时磁性失效，过载保护里点时磁性失效，过载保护 1齿轮联轴器允许轴线具有齿轮联轴器允许轴线具有 位移，十字位移，十字 滑块联轴器允许轴线具有滑块联轴器允许轴线具有 位

17、移位移 2联轴器的类型确定后，联轴器的类型确定后， 其型号通常根其型号通常根 据据 、 、 来选择来选择 3当受载较大，两轴较难对中时，当受载较大，两轴较难对中时， 应选用应选用 联轴器；当原动机发出的动力较不稳定时，联轴器；当原动机发出的动力较不稳定时， 其输出轴与传动轴之间应选用其输出轴与传动轴之间应选用 联轴联轴 器来联接。器来联接。 4联轴器类型的选择，一般对低速、刚性大联轴器类型的选择，一般对低速、刚性大 的短轴，可选用的短轴，可选用 联轴器；对低速、联轴器；对低速、 刚性小的长轴，则选用刚性小的长轴，则选用 联轴器联轴器。 5万向联轴器属于万向联轴器属于 联轴器，其主要补联轴器，其主要补 偿轴的偿轴的 位移。位移。 6在下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移在下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移 以及缓和冲击、吸收振动的是以及缓和冲击、吸收振动的是 。 A凸缘联轴器；凸缘联轴器；B。齿式联轴器；。齿式联轴器； C。万向联轴器；。万向联轴器；D。弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器。 7在套筒联轴器、齿轮联轴器、凸缘联轴器、在套筒联轴器、齿轮联轴器、凸缘联轴器、 万向联轴器、弹性套柱销联轴器等五种联万向联轴器、弹性套柱销