第8章 轴 联轴器和离合器

1、第8章 轴、联轴器和离合器 1 轴 2 联轴器的种类和特性 3 3 联轴器的选择联轴器的选择 4 离合器 5 安全联轴器及安全离合器 w郑州理工职业学院 1 轴 一、轴的用途与分类 1、功用：1）支承回转零件（齿轮、带轮）； 2）传递运动和动力 2、分类： 按承载情况分： 转轴既承受扭矩（转矩）又承受弯矩，是最常用的 一种轴 心轴只受弯矩，不承受转矩；起支承作用 传动轴主要受扭矩（转矩），不承受弯矩或承受很 小弯矩，仅起传递动力的作用 w郑州理工职业学院 按轴线形状分： 直轴 阶梯轴 光轴 曲轴： 空心轴和钢丝软轴 w郑州理工职业学院 二、轴的材料及其选择 碳素钢常用45#，正火调质 合金钢对

2、应力集中较敏感。 注意：采用合金钢并不能提高轴的刚度。 轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。 常见几种轴的材料及其力学性能见P176表8-2 三、轴设计的主要内容 结构设计 工作能力计算 球墨铸铁价廉、强度高、耐磨、吸振、应力集中敏感低。 可靠性差 w郑州理工职业学院 要求： 轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置 轴上零件装拆、调整方便 轴应具有良好的制造工艺性等 尽量避免应力集中 轴的结构设计： 轴的结构设计就是要定出轴的合理外形和全部结构尺寸 包括：各轴段长度、直径及其他细小尺寸的设计 w郑州理工职业学院 概述概述1 1 联轴器和离合器概述 联轴器和离合器：联轴器和离合器：联接轴与轴联

3、接轴与轴 传递运动与转矩传递运动与转矩 w 联轴器联轴器联接两轴，运转时不分离，停车时才分离联接两轴，运转时不分离，停车时才分离 w 离合器离合器运转过程中随时接合或分离运转过程中随时接合或分离 w 操纵传动的断续，进行变速或换向操纵传动的断续，进行变速或换向 w 安全联轴器与离合器安全联轴器与离合器过载时断开或打滑，过载时断开或打滑， w 保证不因过载而损坏保证不因过载而损坏 w 特殊功用的联轴器与离合器特殊功用的联轴器与离合器某些特殊要求某些特殊要求 w 达一定转速时，自动接合或分离达一定转速时，自动接合或分离 w郑州理工职业学院 联轴器的种类和特性1 2 联轴器的种类和特性 制造安装误差

4、制造安装误差 受载和温度引起的变形：轴线不在同一直线上受载和温度引起的变形：轴线不在同一直线上 结构上采取措施，使之能适应相对位移结构上采取措施，使之能适应相对位移 x y x y 轴向位移x径向位移y 角位移 综合位移x、y、 一、联轴器所联两轴的相对位移一、联轴器所联两轴的相对位移 w郑州理工职业学院 无补偿相对位移无补偿相对位移能力，对中性要求高能力，对中性要求高 相对位移引起附加载荷相对位移引起附加载荷 二、联轴器的分类二、联轴器的分类 w 刚性联轴器刚性联轴器 w 无弹性元件无弹性元件挠性联轴器：挠性联轴器： w 可补偿相对位移，可补偿相对位移，不能缓冲减振不能缓冲减振 w 有弹性元

5、件有弹性元件挠性联轴器：挠性联轴器： w 可补偿相对位移，可补偿相对位移，缓冲减振缓冲减振 w 挠性联轴器挠性联轴器有补偿相对位移有补偿相对位移能力能力 w郑州理工职业学院 刚性联轴器刚性联轴器 凸缘联轴器s：常用 套筒联轴器 夹壳联轴器a-夹壳联轴器s w郑州理工职业学院 无弹性件挠性联轴器 无弹性元件挠性联轴器 十字滑块联轴器a-十字滑块s滑块联轴器s 万向联轴器a 齿式联轴器a- 齿式联轴器s 滚子链联轴器s w郑州理工职业学院 有弹性件挠性联轴器 有弹性元件挠性联轴器 弹性套a-柱销联轴器s弹性a-柱销联轴器s 梅花形弹性联轴器s 轮胎联轴器a- 轮胎联轴器s 膜片联轴器s星形弹性联轴

6、器s w郑州理工职业学院 选择1 3 联轴器的选择 联轴器：标准化或规格化 机械设计的任务：选用联轴器 选择联轴器的类型 计算联轴器的计算转矩 进行必要的承载能力校核 规定部件相应的安装精度 协调轴孔直径 校核最大转矩 确定联轴器的型号 w郑州理工职业学院 选择2 选择联轴器的类型选择联轴器的类型 依据：依据：工作载荷的大小和性质、转速高低、安装精度工作载荷的大小和性质、转速高低、安装精度 w 低速、刚性大的短轴：刚性联轴器；低速、刚性大的短轴：刚性联轴器； w 低速、刚性小的长轴：无弹性元件挠性联轴器；低速、刚性小的长轴：无弹性元件挠性联轴器； w 传递转矩较大的重型机械：齿式联轴器；传递转

7、矩较大的重型机械：齿式联轴器； w 高速、有振动和冲击：弹性元件挠性联轴器；高速、有振动和冲击：弹性元件挠性联轴器； w 轴线位置有较大变动：万向联轴器；轴线位置有较大变动：万向联轴器； w 有安全保护要求：安全联轴器。有安全保护要求：安全联轴器。 w郑州理工职业学院 计算联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩 TKT Aca KA：工作情况系数 T：联轴器所传递的公称转矩 确定联轴器的型号确定联轴器的型号 Tca T T：联轴器的许用转矩 校核最大转速校核最大转速nnmax w郑州理工职业学院 选择3 规定部件相应的安装精度规定部件相应的安装精度 进行必要的校核进行必要的校核 协调轴孔直径协调

8、轴孔直径 两轴的直径和形状在所选联轴器型号规定的范围内联轴器型号规定的范围内 要求：轴的相对位移偏差在一定范围内相对位移偏差在一定范围内，保证轴及 相应部件的安装精度 联轴器中零件的承载能力校核承载能力校核 w郑州理工职业学院 例：联轴器的设计计算（选用）例：联轴器的设计计算（选用） 已知：电动机输出轴经联轴器输出给减速设备，电动机功率已知：电动机输出轴经联轴器输出给减速设备，电动机功率 P=10KwP=10Kw，转速，转速n=960r/minn=960r/min，电动机轴伸端直径，电动机轴伸端直径d=42mmd=42mm，试，试 选择联轴器。选择联轴器。 解：解：1 1、为缓冲吸振，选用弹性

9、套柱销联轴器、为缓冲吸振，选用弹性套柱销联轴器 2 2、载荷计算、载荷计算 663 3 caA 10 9.55 109.55 1099.5 10mm 960 2.3 99.5 10228.8m P TN n TK TN 3 3、选用、选用 由表格查得弹性套柱销联轴器的许用转矩为由表格查得弹性套柱销联轴器的许用转矩为250250，许用，许用 转速为转速为3800r/min3800r/min，轴径为，轴径为323242mm42mm之间，符号要求。之间，符号要求。 w郑州理工职业学院 一、分类一、分类 作用：联接两根轴，传递转矩，主、从动部分可分离可接合可分离可接合 4 离合器 w 工作原理：嵌入式

10、、摩擦式工作原理：嵌入式、摩擦式 w 离合控制方法：操纵式和自动式离合控制方法：操纵式和自动式 w 操纵方式：机械、电磁、液压和气压操纵方式：机械、电磁、液压和气压 w 可可自动离合自动离合：超越离合器超越离合器、离心离合器和安全离合器、离心离合器和安全离合器 二、基本要求二、基本要求 w 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠； w 惯性小，结构简单，重量轻，尺寸小，工作安全，效率高；惯性小，结构简单，重量轻，尺寸小，工作安全，效率高； w 接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好； w

11、 操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。 w郑州理工职业学院 离合器2 三、离合器的选用 嵌入式离合器嵌入式离合器：结构简单，外形尺寸较小结构简单，外形尺寸较小，无相对运动； 适用于低速接合、转矩不大低速接合、转矩不大的场合 摩擦式离合器摩擦式离合器：接合过程平稳，冲击振动较小接合过程平稳，冲击振动较小，过载保护； 尺寸大尺寸大，滑动摩擦滑动摩擦，发热量大，磨损较大 电磁摩擦离合器电磁摩擦离合器：远距离操纵，动作迅速，没有不平衡的轴向力 广泛应用于数控机床等机械 牙嵌离合器单圆盘摩擦离合器 多圆盘摩擦离合器 二、简介 电磁摩擦离合器 w郑州理工职业学院 爪

12、轮爪轮1 1 套筒套筒2 2 滚柱滚柱3 3 弹簧顶杆弹簧顶杆4 4 单向转动：单向转动： 内轴顺时针转动内轴顺时针转动 （套筒（套筒2 2逆时针转动）逆时针转动） 滚柱楔紧于滚柱楔紧于1 1和和2 2间间 2 2同向回转同向回转 反之则反之则2 2不转不转 超越离合：超越离合： 2 2相对于相对于1 1的转向为逆时针的转向为逆时针 二者分离二者分离 w郑州理工职业学院 安全联轴器离合器1 5 安全联轴器及安全离合器 作用：过载时，联接件折断、脱开或打滑，从动轴停止转动 一、剪切销安全联轴器 区分：安全联轴器不自动恢复，用于很少过载处； 安全离合器自动恢复工作能力，用于经常过载处； 双剪式 销钉装在经过淬火的钢套内，过载时即被剪断 单剪式 w郑州理工职业学院 安全联轴器离合 器2 转 动 方 向 二、滚珠安全离合器 滚珠从动盘外套筒从动轴 过载时，弹簧被压缩，从动盘右移，滚珠滑动，主动轮空转， 从动轴停转 载荷正常时，又可重新传递转矩 弹簧压力：