第8章联轴器和离合器ppt课件

1、图8.1 卷扬机表示图1电动机 2联轴器 3减速器 4离合器 5卷筒 由于制造及安装误差、承载后变形、任务温度变化等由于制造及安装误差、承载后变形、任务温度变化等影响，联轴器所联接的两轴轴线往往不能共线影响，联轴器所联接的两轴轴线往往不能共线( (对中对中) )，且，且在任务时两轴之间能够还会产生一定范围的相对位移，如在任务时两轴之间能够还会产生一定范围的相对位移，如图图8.28.2所示。假设联轴器不具备顺应这些情况的补偿才干，所示。假设联轴器不具备顺应这些情况的补偿才干，就会在联轴器、轴和轴承中产生附加载荷，甚至引起剧烈就会在联轴器、轴和轴承中产生附加载荷，甚至引起剧烈振动。振动。 轴向位移

2、(b) 径向位移 (c) 角位移(d) 综合位移图8.2 两轴间的相对位移 (a) 键联接 (b) 销联接图8.3 套筒联轴器 2) 凸缘联轴器 凸缘联轴器是运用较为广泛的一种刚性联轴器。它由两个带凸缘的半联轴器组成，两个半联轴器经过键分别与两轴相联 接，并用螺栓将两个半联轴器联成一体，如图8.4所示。 按对中方式的不同，凸缘联轴器有YLD型和YL型两种。YLD型凸缘联轴器如图8.4(a)所示利用半联轴器的凸肩与凹槽(D1)对中，并用普通螺栓联接，任务时靠两半联轴器接触面间的摩擦力传送转矩，装拆时轴需作轴向挪动，多用于不常装配的场所。 YL型凸缘联轴器如图8.4(b)所示利用铰制孔螺栓对中，螺

3、栓与孔为紧配合，任务时靠螺栓受剪与挤压来传送转矩。装拆时轴不需求作轴向挪动，但要配铰螺栓孔。常用于经常装拆的场所。 当联轴器外缘的圆周速度30时，半联轴器可用HT200制造；当50时，半联轴器可用ZG270-500或35钢制造。(a) YLD型 (b) YL型图8.4 凸缘联轴器 2. 无弹性元件挠性联轴器 由于这类联轴器无弹性元件，位移的补偿是利用联轴器中各零件间的相对挪动来实现的，所以通常不能缓冲和减振。 1) 十字滑块联轴器 如图8.5所示，联轴器由两个带有凹槽的半联轴器1和3 及一个两端面都有凸榫的中间圆盘2组成。半联轴器固装在两根轴端，中间圆盘两端面的凸榫相互垂直，且分别嵌在两个半联

4、轴器的凹槽中。中间圆盘的凸榫可在两个半联轴器的凹槽中往返滑动，可补偿两轴间的径向位移和细微角位移。 滑块联轴器资料多为中碳钢，凸榫和凹槽的任务外表须淬硬，为了减少摩擦及磨损，运用时应在中间圆盘的油孔注入光滑剂进展光滑。这种联轴器构造简单，径向尺寸小，但中间圆盘的偏心将会引起很大的离心力，从而增大动载荷及磨损，故只用于最高转速250，载荷平稳的场所。如将中间圆盘制成空心的，可减轻其质量，从而减小上述不利影响。图8.5 十字滑块联轴器 2) 齿式联轴器 如图8.6(a)所示，齿式联轴器是由两个带外齿环的套筒1和两个带内齿环的套筒2所 组成。套筒1分别装在被联接的两轴端，套筒1与由螺栓5联成一体的套

5、筒2经过齿环相啮合。内外齿环的齿数、模数都相等，齿数普通为3080个齿，齿廓齿形压力角为20的渐开线。齿式联轴器允许被联接的两轴有较大的综合位移。为能补偿两轴间的相对位移， (a) 构造图 (b) 齿顶制成球面和齿形制成鼓形图8.6 齿式联轴器 1套筒 2套筒 3螺塞 4密封圈将外齿环的轮齿做成鼓形齿，齿顶做成中心线在轴线上的球面，齿顶和齿侧留有较大的间隙，如图8.6(b)所示。当两轴有位移时，联轴器齿面间因相对滑动会产生磨损。为减少齿面磨损，联轴器内需注入光滑剂。联轴器上的螺塞3、密封圈4有封住注油孔和防止光滑剂外泄的作用。 齿环资料通常为45钢或ZG310-570，轮齿齿面普通需淬火，当齿

6、环分度圆的圆周速度5时，轮齿可调质处置。齿式联轴器承载才干大，外廓尺寸较紧凑，可靠性高，安装精度要求不高，具有补偿综合位移的才干，且补偿量较大。但构造复杂，制造本钱高，不适用于立轴，通常在高速重载的重型机械中运用。 3) 万向联轴器 万向联轴器用以传送两相交轴之间的运动，如图8.7所示。万向联轴器由两个叉形半联轴器1、2和十字轴3组成。适用于两轴有较大偏斜角的地方，两轴线所夹的锐角为。图8.7 万向联轴器表示图 变化的幅度与两轴间的夹角 有关。当 越大，其变化的范围也越宽。所以，为使从动轴速度动摇的幅度不致过大，通常工程上限制两轴间的夹角 在 以内，即 。 从动轴2的角速度 变化必将产生附加动

7、载荷，使传动失去平稳性。为了抑制这一缺陷，万向联轴器常成对运用，组成双万向联轴器(如图8.8所示)。 当自动轴1以等角速度 匀速转动时，从动轴2的角速度 却是不断变化的，从动轴的瞬时角速度是周期性变化的，其变化范围为12IIIcoscos30302 为了保证从动轴与自动轴以同步的角速度运转，机构要满足如下三个条件： (1) 自动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。 (2) 自动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等， 。 (3) 中间轴两端的叉面应位于同一平面内。 万向联轴器构造紧凑，维修方便，能补偿较大的角位移，广泛运用于汽车、迁延机、轧钢机和金属切削机床等机械设备中。 m/mm 5m

8、m/mmlu 12(a) (b)图8.8 双万向联轴器的安装3. 弹性元件挠性联轴器 弹性元件挠性联轴器简称弹性联轴器，是利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴间相对位移的，具有缓冲和吸振功能。常用于频繁起动、变载荷、高速运转、经常正反转任务和两轴不便于严厉对中的场所。 弹性元件挠性联轴器分为非金属弹性元件挠性联轴器和金属弹性元件挠性联轴器两类。非金属弹性元件与金属弹性元件相比，储存能量较多、弹性滞后性能较好，其缓冲才干和消振才干较强，且非金属弹性元件联轴器构造简单、价钱廉价，故运用广泛；其缺陷是尺寸较大，而且寿命较短。非金属弹性元件可以用橡胶、尼龙和塑料等资料制造，金属弹性元件主要是各种弹簧。 1

9、) 弹性套柱销联轴器 弹性套柱销联轴器的构造与凸缘式联轴器类似，所不同的是用装有弹性套的柱销替代联接螺栓(如图8.9所示)，因此可以缓冲和减真振。安装时，两半联轴器之间要留有一定的间隙C，以便补偿两轴间的轴向位移。为了改换易损元件弹性套而不用拆移机器，应留出一定的空间间隔A。半联轴器通常用HT200制造，也可用35钢或ZG270-500制造；柱销用35钢制造；弹性套用天然橡胶或合成橡胶为资料，以提高其弹性。 弹性套柱销联轴器构造简单、容易制造、装拆方便、本钱较低，可传送中小转矩。它适用于经常正反转、启动频繁的场所。弹性套容易磨损、寿命较短，用于任务环境温度在2070范围内、无油质及其他对橡胶无

10、害的介质中与联轴器接触。如电动机与减速器之间就常运用这类联轴器。 2) 弹性柱销联轴器 如图8.10所示，弹性柱销联轴器在构造上类似于弹性套柱销联轴器，所不同的是用尼龙柱销替代弹性套柱销作为中间联接件。为了添加补偿量，常将柱销的一端制成鼓形。为了防止柱销从半联轴器的孔中滑出，在两端安装有固定挡圈。m/mm 5mm/mmlu 图8.9 弹性套柱销联轴器 与弹性套柱销联轴器相比，弹性柱销联轴器能传送较大的转矩，两半联轴器可以互换，加工容易，维修方便，但补偿两轴的相对位移量要小些。弹性柱销联轴器适用于轴向串动较大和经常正反转的中、低速以及较大转矩的传动轴系中。由于尼龙柱销对温度比较敏感，故运用温度限

11、制在2070的范围内。 3) 滑块联轴器 滑块联轴器与十字滑块联轴器类似，所不同的是两半联轴器1、3上的沟槽很宽，用夹布胶木或尼龙制成的方形滑块2嵌合在两半联轴器的凹槽内替代中间圆盘(如图8.11所示)，这种联轴器又名挠性爪型联轴器。由于中间滑块的质量减小，又有弹性，故具有较高的极限转速。 这种联轴器构造简单、尺寸紧凑，适用于小功率、中等转速且无猛烈冲击的场所。在普通油泵中常用这种联轴器，运用时可以按照JB/ZQ 43841986选用。图8.11 滑块联轴器联轴器标志的构成如下：其中，轴孔型式及其代号如图8.12所示。长圆柱形轴孔(Y型) (b)有沉孔的短圆柱形轴孔(J型) (c) 无沉孔的短

12、圆柱形轴孔(J1型) (d) 有沉孔的锥形轴孔(Z型) (e) 无沉孔的锥形轴孔(Z1型)图8.12 联轴器的轴孔型式 键槽方式及其代号见表8-1。假设选用的联轴器是Y型轴孔、A型键槽时键槽的代号在标志中可省略；假设联轴器两端轴孔和键槽的方式、尺寸一样时，只标志一端，另一端省略。 联轴器的标志例如见附表8-1和附表8-2。轴 孔 形 式键 槽 形 式代 号圆柱形轴孔平键单键槽A120布置平键双键槽B180布置平键双键槽B1圆锥形轴孔平键单键槽C表8-1 联轴器轴孔键槽的方式及代号 绝大多数联轴器都曾经规范化，可根据实践情况合理的选用，选择的根本步骤可按以下进展。1. 选择联轴器的类型 根据传送

13、转矩的大小、轴转速的高低，被联接两部件的安装精度、参考各种类型联轴器的特性，选择一种适宜的联轴器。详细根据是： (1) 所需传送转矩的大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。如对大功率的重载传 动，可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除轴系改动振动的传动，可选用弹性的联轴器。 (2) 两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以坚持两轴严厉准确对中，或者任务过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用有补偿作用的联轴器。例如当径向位移较大时，可选用滑块联轴器，角位移较大时或相交两轴的联接可用万向联轴器等。 (3) 联轴器的可靠性和任务环境。通常由金属元件制成的不需求光滑的联轴器比较可靠；需求光

14、滑的联轴器，其性能易受光滑完善程度的影响，且能够污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而且容易老化。 (4) 联轴器的制造、安装、维护和本钱。在满足运用性能的前提下，应选用拆装方便、维护简单、本钱低的联轴器。例如，刚性联轴器不但简单，而且拆装方便，可用于低速、刚性大的传动轴。普通的非金属弹性元件联轴器，由于具有良好的综合性能，广泛适用于普通中小功率传动。 由于启动时的动载荷和运转中能够出现过载景象，所以该当确定轴上的计算转矩 ，计算转矩按下式进展式中： 轴的计算转矩 ( )； 任务情况系数，见表8-2； 轴的名义转矩( )。cTcTKTN mmcTKTN m

15、m表8-2 任务情况系数 原动机工作机转矩变化小转矩变化冲击载荷中等转矩变化冲击载荷大电动机、汽轮机1.31.51.71.92.33.1多缸内燃机1.51.71.92.12.53.3单、双缸内燃机1.82.42.22.82.84.0K3. 校核最大转速 被联接轴的转速不超越联轴器的许用转速 ，即 。4. 协调轴孔直径 每一型号联轴器适用的轴的直径均有一个范围。规范中给出轴直径的最小值和最大值，或给出适用直径的尺寸系列，被联接两轴轴端直径普通应在联轴器的孔径范围之内。普通情况下被联接两轴的直径是不同的，两个轴端的外形也能够是不同的。 运用非金属弹性元件的联轴器时，还应留意联轴器所在部位的任务温度

16、不要超越该弹性元件资料允许的最高温度。 nnn【例8.1】 在电动机与增压油泵间用联轴器相联。知电动机的功率P =7.5kW，转速 =960 r/min，电动机直径 =38 mm，油泵轴直径 =42 mm。试选择联轴器型号。解 (1) 选择联轴器的类型 由于轴的转速较高，启动频繁，载荷有变化，宜选用缓冲性较好的弹性套柱销联轴器。 (2) 确定联轴器的型号 名义转矩：n1d2d(查表8-2)7.595509550960PTn1.7K 载荷经常变化，按中等冲击载荷思索，任务情况系数：(3) 校核最大转速 电动机的转速 n960 r/min。由附表8-2查得钢制联轴器许用转速n=3800 r/min

17、。 即 nn，所选联轴器可用。(4) 协调轴孔直径 由附表8-2查得钢制联轴器轴孔 系列为32，35，38，40，42，符合运用要求。 初定联轴器的型号：查附表8-2知可以选用型弹性套柱销联轴器 ，公称转矩 为250 即 。( )计算转矩：c1.774.6126.8TKTN mmTL6nTcnTTnN mm 取输入端为长圆柱孔，孔径为38 mm，孔长为82 mm，平键单键槽。 取输出端为有沉孔的短圆柱孔，孔径为42mm，孔长为84 mm，平键单键槽。 (5) 联轴器的标志 联轴器 (GB/T 43231984)。TL63882J42841. 牙嵌离合器 牙嵌离合器是由两个端面带牙的半离合器所组

18、成，如图8.13所示。其中半离合器1固联在自动轴上，半离合器2用导键(或花键)与从动轴联接。经过支配机构4可使半离合器2沿导键作轴向运动，两轴靠两个半离合器端面上的牙相互嵌合来联接。为了使两轴对中，在半离合器1上固定有对中环3，而从动轴可以在对中环中自在地转动。图8.13 牙嵌离合器1、2半离合器 3对中环 4支配机构 牙嵌离合器常用的牙型有三角形、矩形、梯形、锯齿形等，如图8.14所示。三角形牙便于接合与分别，但强度较弱，只适用于传送小转矩的低速离合器；矩形牙不便于接合、分别也困难，仅用于静止时手动接合；梯形牙的侧面制成 28的斜角，梯形牙强度较高，能传送较大转矩，且又能自行补偿牙磨损后出现

19、的牙侧间隙，从而(a) 三角形 (b) 矩形 (c) 梯形 (d) 锯齿形图8.14 牙嵌离合器常用的牙形防止由于间隙产生的冲击，故运用较广；锯齿形牙比梯形牙的强度还高，传送的转矩也更大，但只能单向任务，且反转时齿面间会产生很大轴向分力，迫使离合器自动分别，因此仅在特定的任务条件下采用。三角形、矩形、梯形牙都可以作双向任务，而锯齿形牙只能单向任务。 梯形牙和锯齿形牙的牙数普通为315，三角形牙的牙数普通为1560。要求传送转矩大时，应选用较少的牙数；要求接合时间短时，应选用较多的牙数；牙数越多，载荷分布越不均匀。 离合器的资料常用低碳钢外表渗碳，硬度为56HRC62HRC，或采用中碳钢外表淬火

20、，硬度为48HBC54HBC，不重要的和静止形状接合的离合器，也允许用HT200制造。2. 2. 摩擦离合器摩擦离合器 摩擦离合器是靠任务面上的摩擦力矩来传送力矩的，摩擦离合器是靠任务面上的摩擦力矩来传送力矩的，在接合过程中由于接合面的压力是逐渐添加的，故能在主、在接合过程中由于接合面的压力是逐渐添加的，故能在主、从动轴有较大的转速差的情况下平稳地进展接合。过载时，从动轴有较大的转速差的情况下平稳地进展接合。过载时，摩擦面间将发生打滑，从而防止其他零件的损坏。摩擦面间将发生打滑，从而防止其他零件的损坏。 1) 1) 单片式摩擦离合器单片式摩擦离合器 单片式摩擦离合器如图单片式摩擦离合器如图8.

21、158.15所示，自动盘所示，自动盘1 1固定在自固定在自动轴上，从动盘动轴上，从动盘2 2经过导键与从动轴联接，它可以沿轴向经过导键与从动轴联接，它可以沿轴向滑动。为了添加摩擦系数，在一个盘的外表上装有摩擦片滑动。为了添加摩擦系数，在一个盘的外表上装有摩擦片3 3，摩擦片常用淬火钢片或压制石棉片资料制成。任务时，摩擦片常用淬火钢片或压制石棉片资料制成。任务时利用支配机构利用支配机构4 4在可挪动的从动盘上施加轴向压力在可挪动的从动盘上施加轴向压力 ( (可由可由弹簧、液压缸或电磁吸力等产生弹簧、液压缸或电磁吸力等产生) )，使两盘压紧，圆盘间，使两盘压紧，圆盘间便产生圆周方向的摩擦力，从而实

22、现转矩的传送。便产生圆周方向的摩擦力，从而实现转矩的传送。 AF单片式摩擦离合器构造简单，散热性好，但传送的转矩小，多用于轻型机械。 2) 多片式摩擦离合器 在传送大转矩的情况下，因受摩擦盘尺寸的限制不宜运用单片摩擦离合器，这时要采用多片摩擦离合器，用添加结合面对数的方法来增大传动才干。 图8.16(a)所示为多片式摩擦离合器。自动轴1与外壳3相联接，从动轴2与套筒9相联接。外壳3又经过花键与一组外摩擦片5(如图8.16(b)所示)联接在一同；套筒9也经过花键与另一组内摩擦片6如图8.16(c)所示联接在一同。任务时，向左挪动滑环8，经过杠杆7、压板4使两组摩擦片5、6压紧，离合器处于接合形状

23、。假设向右挪动滑环8时，摩擦片5、6被松开，离合器实现分别。这种离合器常用于车床主轴箱内。 摩擦离合器传送的转矩随摩擦片数目 的添加成正比。但摩擦片数目 过多，将影响离合器分别的灵敏性，所以限制 2530。对于湿式摩擦离合器取 =515；对于干式摩擦离合器取 =16。图8.15 单片式摩擦离合器1自动盘 2从动盘 3摩擦片 4支配机构zzzzz 和单片式摩擦离合器相比，多片式摩擦离合器可以在不添加轴向压力和径向尺寸的情况下，经过添加摩擦片的数目，来添加所传送的转矩，所以有利于降低离合器的转动惯量，宜用于高速传动中。(a) 多片式摩擦离合器构造图图8.16 多片式摩擦离合器1自动轴 2从动轴 3

24、外壳 4压板 5外摩擦片 6内摩擦片 7杠杆 8滑环 9套筒 和牙嵌离合器相比，圆盘摩擦离合器运用较广，并具有以下优点： (1) 被联接的两轴能在任何转速下进展接合，且接合平稳； (2) 改动摩擦面间的压力能调理从动轴的加速时间和所传送的最大转矩； (3) 过载时将产生打滑景象，可防止其他零件遭到损坏。 多片式离合器的缺陷是： (1) 构造复杂，外廓尺寸大； (2) 在正常的接合过程中，从动轴转速从零加速到自动轴的转速，摩擦面间会不可防止地产生相对滑动，当产生滑动时不能保证被联接两轴间的准确同步转动； (3) 在接合与分别过程中产生滑动摩擦，摩擦会产生发热，当温度过高时会引起摩擦系数的改动，严重的能够导致摩擦盘胶合和塑性变形。所以，普通对钢制摩擦盘应限制其外表最高温度不超越300400，整个离合器的平均温度不超越100120。 离合器的选择方法与联轴器类似。首先根据任务条件和运用要求确定离合器的类型，然后根据计算转矩Tc = KT，在已有的规范或规范中选取适当的型号。任务情况系数 仍按表8-2选取。K习习 题题 1. 1. 试比较刚