项目七 任务三 联轴器、离合器课件

1、1 1、了解联轴器、离合器的类型、功用与特点、了解联轴器、离合器的类型、功用与特点2 2、掌握联轴器、离合器的选用、掌握联轴器、离合器的选用 1 1、联轴器的类型与特点、联轴器的类型与特点2 2、离合器的类型与特点、离合器的类型与特点1 1、功用、功用: : 离合器离合器: :在机器运转时在机器运转时, , 可使两轴随时接合可使两轴随时接合或分离或分离, ,用以控制传动系统的断续。用以控制传动系统的断续。联轴器联轴器: :在机器运转时，两轴不能分离，在机器运转时，两轴不能分离，只有停车后将联接拆开后只有停车后将联接拆开后 ，两，两轴才能分离轴才能分离。2 2、区别、区别: : 联轴器与离合器都

2、是实现轴与轴之间的联接联轴器与离合器都是实现轴与轴之间的联接, , 并用并用以传递运动和动力，以传递运动和动力， 有时也可用作安全装置有时也可用作安全装置。一、一、联轴器联轴器 联轴器联接的两轴，联轴器联接的两轴，通常是两台不同机器通常是两台不同机器或部件上的，由于制或部件上的，由于制造和安装等误差以及造和安装等误差以及承载后的变形和热变承载后的变形和热变形，将引起两轴轴线形，将引起两轴轴线位置的偏移，不能严位置的偏移，不能严格对中。要求联轴器格对中。要求联轴器在结构上具有补偿一在结构上具有补偿一定范围的性能。定范围的性能。xy(a)轴向位移轴向位移(b)径向位移径向位移(c)角位移角位移(d

3、)综合位移综合位移联轴器所联接两轴的偏移形式如下：联轴器所联接两轴的偏移形式如下：两轴相对偏移的出两轴相对偏移的出现，将在轴、轴承和联现，将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动。因甚至出现剧烈振动。因此，联轴器还应具有一此，联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能定的补偿两轴偏移的能力，以消除或降低被联力，以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附两轴相对偏移引起的附加载荷，改善传动性能，加载荷，改善传动性能，延长机器寿命。为了减延长机器寿命。为了减少机械传动系统的振动、少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，联降低冲击尖峰载荷，联轴器还应具有一定减振轴器还应具有一定减

4、振能力。能力。 一、一、联轴器联轴器齿式联轴器齿式联轴器1 1、刚性刚性联轴器联轴器可移式联轴器可移式联轴器2 2、弹性联轴器、弹性联轴器滑块式联轴器滑块式联轴器万向联轴器万向联轴器弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器一、一、联轴器联轴器固定式联轴器固定式联轴器 构造简单，径向尺寸小，使用方便，需自行设计，传递较构造简单，径向尺寸小，使用方便，需自行设计，传递较大转矩。大转矩。 刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；不具有缓冲减震性能； 在载荷较平稳，无冲击，轴的刚性大，对中性较在载荷较平

5、稳，无冲击，轴的刚性大，对中性较好的场合。好的场合。 特点：特点：用途：用途：圆筒联轴器用一个套筒通过两个圆锥销（或键）把两轴联接在一圆筒联轴器用一个套筒通过两个圆锥销（或键）把两轴联接在一起，用紧定螺钉实现轴向固定来传递的转矩。起，用紧定螺钉实现轴向固定来传递的转矩。(1)(1)套筒式联轴器套筒式联轴器 刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；构造简单，成本低，可传递较大转矩。不具有缓冲减震性能；构造简单，成本低，可传递较大转矩。 在转速低，无冲击，轴的刚性大，对中性较好的场合，在转速低，无冲击，轴的刚性大，对中

6、性较好的场合，应用较广。应用较广。 特点：特点：用途：用途：凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓组成。这种联轴凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓组成。这种联轴器有两种对中方式：一种是通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联器有两种对中方式：一种是通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；另一种是轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；另一种是通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合对中，当尺寸相同时后者传递的通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合对中，当尺寸相同时后者传递的转矩较大，且装拆时轴不必作轴向移动。转矩较大，且装拆时轴不必作轴向移动。 (2)(2) 凸缘

7、式联轴器凸缘式联轴器结构：结构： 由两个半联轴器由两个半联轴器1 1、3 3和一个中间圆盘和一个中间圆盘2 2所组成。中间圆盘两端的凸块相所组成。中间圆盘两端的凸块相互垂直，并分别与两半联轴器的凹槽相嵌合，凸块的中线通过圆盘中心半互垂直，并分别与两半联轴器的凹槽相嵌合，凸块的中线通过圆盘中心半联轴器联轴器1 1、3 3上的凹槽与中间滑块的凸块上的凹槽与中间滑块的凸块移动副移动副可补偿两轴偏移可补偿两轴偏移特点、用途特点、用途： 中间圆盘的凸块在半联轴器的凹槽内滑动，可以补偿两轴的相对位移。中间圆盘的凸块在半联轴器的凹槽内滑动，可以补偿两轴的相对位移。对凹槽的和凸块的工作面的硬度要求较高，并需加

8、润滑剂。转速高时，易磨对凹槽的和凸块的工作面的硬度要求较高，并需加润滑剂。转速高时，易磨损，且附加载荷大，故宜用于低速的场合。它允许的径向位移损，且附加载荷大，故宜用于低速的场合。它允许的径向位移y y 0.04 0.04d d( (d d为轴径为轴径) )，角位移，角位移a 30a 30。无缓冲，移动副应加润滑。无缓冲，移动副应加润滑用于低速传动用于低速传动(1)(1)十字滑块联轴器十字滑块联轴器 特点、用途：特点、用途： 能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，效率高，可用于相交能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，效率高，可用于相交轴间的联接，或有较大角位移的场合。若两轴线不重合，即使轴间的联接，

9、或有较大角位移的场合。若两轴线不重合，即使主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期性的变速转动。主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期性的变速转动。 (2) (2) 万向联轴器万向联轴器结构：结构：由两个分别固定在主、从动轴上的叉形接头由两个分别固定在主、从动轴上的叉形接头1 1、2 2和一个十字形零和一个十字形零件件( (称十字头称十字头)3)3组成。叉形接头和十字头是铰接的，因此允许被联接两轴组成。叉形接头和十字头是铰接的，因此允许被联接两轴轴线夹角轴线夹角a a很大。很大。 单万向联轴器结构简图单万向联轴器结构简图双万向联轴器双万向联轴器 能可靠的传递转矩和运动，能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，

10、效率高，可用于相交轴结构紧凑，效率高，可用于相交轴间的联接，或有较大角位移的场合。间的联接，或有较大角位移的场合。特点、用途特点、用途： 双万向联轴器可避免两轴线不重合，双万向联轴器可避免两轴线不重合，主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期性的变速转动的缺点。但必须使主动轴性的变速转动的缺点。但必须使主动轴与中间轴的夹角和从动轴与中间轴的夹与中间轴的夹角和从动轴与中间轴的夹角相等，且中间轴两端的叉形接头位于角相等，且中间轴两端的叉形接头位于同一平面内时，其主、从动轴的角速度同一平面内时，其主、从动轴的角速度才相等，否从动轴仍作周期性的变速转才相等，否从动轴仍作周期

11、性的变速转动。动。结构特点：结构特点：由两个具有外齿的半联由两个具有外齿的半联轴器轴器1 1、4 4和两个具有内齿的外壳和两个具有内齿的外壳2 2、3 3组成，外壳与半联轴器通过内、组成，外壳与半联轴器通过内、外齿的相互啮合而相联。轮齿间留外齿的相互啮合而相联。轮齿间留有较大的齿侧间隙，外齿轮的齿顶有较大的齿侧间隙，外齿轮的齿顶做成球面，球面中心位于轴线上，做成球面，球面中心位于轴线上，转矩靠啮合的齿轮传递。转矩靠啮合的齿轮传递。 特点、用途：特点、用途： 能补偿两轴的综合位移。传递较大能补偿两轴的综合位移。传递较大的转矩，但结构较复杂，制造较困难，的转矩，但结构较复杂，制造较困难，在重型机器

12、和起重设备中应用较广。在重型机器和起重设备中应用较广。 不适用于立轴。不适用于立轴。 (3) (3) 齿式联轴器齿式联轴器 3、弹性联轴器弹性联轴器( (有弹性元件可移式联轴器有弹性元件可移式联轴器) )这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振能力。位移，而且具有缓冲减振能力。 结构：结构：结构与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性圈结构与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性圈1 1的柱销的柱销2 2代替了联接螺栓代替了联接螺栓 1 1）弹性套柱销联轴器）弹性套柱销联轴器特点：特点：结构简单，制造容易，不用润滑，弹性圈更换方

13、便，结构简单，制造容易，不用润滑，弹性圈更换方便，具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。适用于适用于经常正反转，起动频繁，转速较高的场合。经常正反转，起动频繁，转速较高的场合。 非金属柱销非金属柱销结构特点：结构特点：可以看成为弹性圈柱销联可以看成为弹性圈柱销联轴器简化而成。即轴器简化而成。即采用尼龙柱销采用尼龙柱销1 1代代替弹性圈和金属柱销。替弹性圈和金属柱销。为了防止柱为了防止柱销滑出，在柱销两端配置挡圈销滑出，在柱销两端配置挡圈2 2缓冲吸缓冲吸振，可补偿较大的轴向位移，微量的振，可补偿较大的轴向位移，微量的 径向位移和角位移。结构

14、简单，安装、径向位移和角位移。结构简单，安装、制造方便，耐久性好，也有吸振和补偿制造方便，耐久性好，也有吸振和补偿轴向位移的能力。轴向位移的能力。 常用于轴向窜动量较大，常用于轴向窜动量较大，经常正反转，起动频繁，转速经常正反转，起动频繁，转速较高的场合，可代替弹性圈柱较高的场合，可代替弹性圈柱销联轴器。销联轴器。( (有弹性元件可移式联轴器有弹性元件可移式联轴器) )3 3、弹性联轴器、弹性联轴器（2 2）弹性柱销联轴器）弹性柱销联轴器应用：应用： 联轴器种类很多，大多已标准化，可直接从标准中选用。联轴器种类很多，大多已标准化，可直接从标准中选用。选用时，首先应根据工作条件选择合适的类型，然

15、后再按转矩、选用时，首先应根据工作条件选择合适的类型，然后再按转矩、轴径及转速选择联轴器的型号尺寸。轴径及转速选择联轴器的型号尺寸。 1 1、类型的确定、类型的确定选择联轴器的类型时，应根据机器的工作特点及要求，结合联选择联轴器的类型时，应根据机器的工作特点及要求，结合联轴器的性能选定。轴器的性能选定。两轴对中精确，轴本身刚度较好时，可选用凸缘联轴器；对中两轴对中精确，轴本身刚度较好时，可选用凸缘联轴器；对中困难，轴的刚性差时，可选用具有补偿偏移能力的联轴器；两困难，轴的刚性差时，可选用具有补偿偏移能力的联轴器；两轴成一定夹角时，可选用万向联轴器；转速高，要求能吸振和轴成一定夹角时，可选用万向

16、联轴器；转速高，要求能吸振和缓冲的，可采用弹性联轴器。缓冲的，可采用弹性联轴器。（二）联轴器的选择（二）联轴器的选择选择联轴器的前提是：全面了解常用联轴器的性能、应用范围选择联轴器的前提是：全面了解常用联轴器的性能、应用范围及使用场合。设计人员根据机械设计中对联轴器的要求和工作及使用场合。设计人员根据机械设计中对联轴器的要求和工作条件，选用适合的联轴器类型。另外也可以参考同类机械或相条件，选用适合的联轴器类型。另外也可以参考同类机械或相似机械上的应用进行选择。似机械上的应用进行选择。 类型确定以后，再根据转矩、轴径及转速从有关标准手册类型确定以后，再根据转矩、轴径及转速从有关标准手册中选择型号

17、、尺寸。中选择型号、尺寸。1 1）计算名义转矩）计算名义转矩T T： T=9550P/nT=9550P/n式中：式中：T T为所选联轴器的转矩；为所选联轴器的转矩；P P为所选联轴器传动的最大功率。为所选联轴器传动的最大功率。n n为轴的转速；为轴的转速；联轴器的计算转矩，主要取决于工作机的工作情况和原动机的类型。联轴器的计算转矩，主要取决于工作机的工作情况和原动机的类型。2 2）计算转矩）计算转矩Tc:Tc:计算转矩可按下式计算：计算转矩可按下式计算：Tc = KT 式中式中,T,T为名义转矩为名义转矩(Nmm )(Nmm )； T Tc c为计算转矩为计算转矩(Nmm)(Nmm)； K K

18、为工作情况为工作情况系数，由手册查取。系数，由手册查取。 附表：工作情况系数附表：工作情况系数K K分分类类工作情况及举例工作情况及举例电动机电动机汽轮机汽轮机四缸和四缸和四缸以四缸以上内燃机上内燃机双缸双缸内燃机内燃机单缸单缸内燃机内燃机转矩变化很小，如发电机、小型通风机、小型离心转矩变化很小，如发电机、小型通风机、小型离心泵泵1.31.51.82.2转矩变化小，如透平压缩机、木工机床、运输机转矩变化小，如透平压缩机、木工机床、运输机1.51.72.02.4转矩变化中等，如搅拌机、增压泵、有飞轮的压缩转矩变化中等，如搅拌机、增压泵、有飞轮的压缩机、冲床机、冲床1.71.92.22.6转矩变化

19、和冲击载荷中等，如织布机、水泥搅拌机、转矩变化和冲击载荷中等，如织布机、水泥搅拌机、拖拉机拖拉机1.92.12.42.8转矩变化和冲击载荷大，如造纸机、挖掘机、起转矩变化和冲击载荷大，如造纸机、挖掘机、起重机、碎石机重机、碎石机2.32.52.83.2转矩变化大并有极强烈冲击载荷，如压延机、无飞转矩变化大并有极强烈冲击载荷，如压延机、无飞轮的活塞泵、重型初轧机轮的活塞泵、重型初轧机3.13.33.64.0类型确定以后，再根据转矩、轴径及转速从有关标准手册中选择型号、尺寸。类型确定以后，再根据转矩、轴径及转速从有关标准手册中选择型号、尺寸。1 1）计算名义转矩）计算名义转矩T： T=9550P/

20、n2 2）计算转矩）计算转矩Tc: :Tc=KT 3 3）选择联轴器的型号）选择联轴器的型号 根据轴端直径、转速根据轴端直径、转速n、计算转矩、计算转矩Tc、等参数查手册，、等参数查手册，选择适当的型号。必须满足：选择适当的型号。必须满足： TcTc nn 式中式中: : Tc 为联轴器的许用最大转矩为联轴器的许用最大转矩N,mm； n 为联轴器的许为联轴器的许用最高转速用最高转速r/min 离合器是机器在运转过程中主、从动部分在同一轴线上离合器是机器在运转过程中主、从动部分在同一轴线上传递动力或运动时，具有结合或分离功能的装置。离合器是机传递动力或运动时，具有结合或分离功能的装置。离合器是机

21、械传动系统重要的传动装置。械传动系统重要的传动装置。 在汽车传动系中，离合器直接与发动机相连。在汽车起在汽车传动系中，离合器直接与发动机相连。在汽车起步、换挡和制动前必须切断发动机与驱动轮之间的传递路线。步、换挡和制动前必须切断发动机与驱动轮之间的传递路线。为此，在发动机与变速器之间设有离合器。为此，在发动机与变速器之间设有离合器。 离合器应使机器不论在停车或运转中都能随时接合或分离合器应使机器不论在停车或运转中都能随时接合或分离，而且迅速可靠。离，而且迅速可靠。(1)(1)离合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠。离合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠。离合器按其工作原理可分为：牙

22、嵌式、摩擦式两类。离合器按其工作原理可分为：牙嵌式、摩擦式两类。 对离合器的要求：对离合器的要求：(2)(2)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。 (3)(3)惯性小，工作安全。惯性小，工作安全。 (4)(4)操纵方便，调整方便。操纵方便，调整方便。 离合器按操纵方式不同可分为：离合器按操纵方式不同可分为：1 1、机械式式离合器、机械式式离合器2 2、气压式离合器、气压式离合器3 3、液压式离合器、液压式离合器4 4、电磁式离合器、电磁式离合器 牙嵌式离合器的结构如图所示，它牙嵌式离合器的结构如图所示，它是由两个端面带牙的半离合器组成。主动是由两个

23、端面带牙的半离合器组成。主动半离合器用平键与主动轴联接，从动半离半离合器用平键与主动轴联接，从动半离合器用导向键合器用导向键( (或花键或花键) )与从动轴联接。主与从动轴联接。主动半离合器上安装有对中环，以保证两个动半离合器上安装有对中环，以保证两个半离合器对中。操纵时，通过操纵杆移动半离合器对中。操纵时，通过操纵杆移动滑环，使两个半离合器的牙面嵌入（接合）滑环，使两个半离合器的牙面嵌入（接合）或分开（分离）。或分开（分离）。 牙嵌离合器结构简单，外廓尺寸小，接合后两半离合器没有相对滑动，牙嵌离合器结构简单，外廓尺寸小，接合后两半离合器没有相对滑动，但只宜在两轴的转速差较小或相对静止的情况下

24、接合，否则齿与齿会发生但只宜在两轴的转速差较小或相对静止的情况下接合，否则齿与齿会发生很大冲击，影响齿的寿命。很大冲击，影响齿的寿命。 这种离合器沿圆柱面上的展开齿形有三角形、矩形、梯形和锯齿形。三角形这种离合器沿圆柱面上的展开齿形有三角形、矩形、梯形和锯齿形。三角形齿接合和分离容易，但齿的强度较弱，多用于传递小转矩。梯形和锯齿形强度较齿接合和分离容易，但齿的强度较弱，多用于传递小转矩。梯形和锯齿形强度较高，接合和分离也较容易，多用于传递大转矩的场合，但锯齿形齿只能单向工作，高，接合和分离也较容易，多用于传递大转矩的场合，但锯齿形齿只能单向工作，反转时工作面将受较大的轴向分力，会迫使离合器自行

25、分离。矩形齿制造容易，反转时工作面将受较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。矩形齿制造容易，但须在齿与槽对准时方能接合，因而接合困难。同时接合以后，齿与齿接触的工但须在齿与槽对准时方能接合，因而接合困难。同时接合以后，齿与齿接触的工作面间无轴向分力作用，所以分离也较困难，故应用较少。作面间无轴向分力作用，所以分离也较困难，故应用较少。特点、用途特点、用途：特点：特点：摩擦式离合器原理摩擦式离合器原理： 摩擦离合器是靠摩擦盘接触面间产生的摩擦力来传递转矩的。摩擦离合器是靠摩擦盘接触面间产生的摩擦力来传递转矩的。依靠两接触面之间的摩擦力，使主、从动轴接合和传递转矩。依靠两接触面之间的摩擦力，使主、

26、从动轴接合和传递转矩。1) 1) 能在不停车或两轴具有任何大小转差的情况下实现两轴的接合或分离；能在不停车或两轴具有任何大小转差的情况下实现两轴的接合或分离； 2) 2) 能调节从动轴的加速时间，减少接合时的冲击和振动，实现平稳地接合；能调节从动轴的加速时间，减少接合时的冲击和振动，实现平稳地接合；3) 3) 过载时，摩擦面间将发生打滑，有过载保护作用。可以避免其他零件的损坏。过载时，摩擦面间将发生打滑，有过载保护作用。可以避免其他零件的损坏。4)4)但尺寸较大，在接合或分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量大，磨损较大。但尺寸较大，在接合或分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量大，磨损较大。分类：分

27、类：单片式和多片式单片式和多片式 单片摩擦离合器的工作原理：由两个单片摩擦离合器的工作原理：由两个半离合器半离合器1 1、2 2组成，通过其接触面间的摩组成，通过其接触面间的摩擦力来传递转矩。擦力来传递转矩。1 1固装在主动轴上，固装在主动轴上，2 2利利用导向平键用导向平键( (或花键或花键) )安装在从动轴上，通安装在从动轴上，通过操纵杆和滑环过操纵杆和滑环3 3可以在从动轴上滑移。可以在从动轴上滑移。操纵环可以使摩擦盘沿轴向移动。接合时操纵环可以使摩擦盘沿轴向移动。接合时将从动盘压在主动盘上，主动轴上的转矩将从动盘压在主动盘上，主动轴上的转矩即由两盘接触面间产生的摩擦力矩传到从即由两盘接

28、触面间产生的摩擦力矩传到从动轴上动轴上 这种单片摩擦离合器结构简单，散热性好，但传递这种单片摩擦离合器结构简单，散热性好，但传递的转矩较小。当必须传递较大转矩时，可采用多片式的转矩较小。当必须传递较大转矩时，可采用多片式摩擦离合器。摩擦离合器。 用途：用途：（2 2）多盘（片）摩擦离合器）多盘（片）摩擦离合器 (a)外摩擦片(b)内摩擦片 (c)碟形内摩擦片图16-15摩擦片 有多组摩擦片，其中外摩擦片组有多组摩擦片，其中外摩擦片组4 4利用外圆利用外圆上的花键与外鼓轮上的花键与外鼓轮2 2相联相联( (外鼓轮外鼓轮2 2与轴与轴1 1相固相固联联) )，内摩擦片组，内摩擦片组5 5利用内圆上

29、的花键与内套筒利用内圆上的花键与内套筒1010相联相联( (内套筒内套筒1010与轴与轴9 9相固联相固联) )。当滑环。当滑环8 8作轴作轴向移动时，将拨动曲臂压杆向移动时，将拨动曲臂压杆7 7，使压板，使压板3 3压紧或压紧或松开内、外摩擦片组，从而使离合器接合或分松开内、外摩擦片组，从而使离合器接合或分离。螺母离。螺母6 6是用来调节内、外摩擦片组间隙大是用来调节内、外摩擦片组间隙大小的。外摩擦片和内摩擦片的结构形状如图小的。外摩擦片和内摩擦片的结构形状如图16-1516-15所示。若将内摩擦片改为图右的碟形，所示。若将内摩擦片改为图右的碟形，使其具有一定的弹性，离合器分离时摩擦片能使其具有一定的弹性，离合器分离时摩擦片能自行弹开，接合时也较平稳。自行弹开，接合时也较平稳。 多片式摩擦离合器，可传递多片式摩擦离合器，可传递较大转矩时。较大转矩时。摩擦片对（组）不宜过多，一般摩擦片对（组）不宜过多，一般为为252530,30,否则摩擦面压力减小。否则摩擦面压力减小。安全离合器，采用弹簧自动压安全离合器，采用弹簧自动压紧，当离合器接合面上产生的紧，当离合器接合面上产生的作用力的轴向分量超过压紧力作用