第14章 联轴器

1、第十四章第十四章 联轴器、离合器联轴器、离合器和制动器和制动器14-1 14-1 概述概述联轴器联轴器和和离合器离合器主要用作轴与轴之间的联接，以传主要用作轴与轴之间的联接，以传递运动和转矩。递运动和转矩。联轴器联轴器必须在机器停车后，经过装拆才能使两轴结必须在机器停车后，经过装拆才能使两轴结合或分离。合或分离。制动器制动器是用来迫使机器迅速停止运转或减低机器运是用来迫使机器迅速停止运转或减低机器运转速度的机械装置。转速度的机械装置。联轴器和离合器常用的已经标准化联轴器和离合器常用的已经标准化。在设计时先。在设计时先根据工作条件和要求选择合适的类型根据工作条件和要求选择合适的类型, ,然后按轴

2、然后按轴的直径的直径d d、转速转速n n和计算转矩和计算转矩T Tc c，从标准中选择所，从标准中选择所需要的型号和尺寸。需要的型号和尺寸。cTK T14-2 14-2 联轴器联轴器联轴器的类型联轴器的类型刚性联轴器刚性联轴器无弹性元件的挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器轴线的相对位移轴线的相对位移有弹性元件的挠性联轴器有弹性元件的挠性联轴器挠性联轴器挠性联轴器一、刚性联轴器一、刚性联轴器1.套筒联轴器套筒联轴器优点优点: :结构简单结构简单, ,径向尺寸小，常用于要求径向尺寸紧凑或径向尺寸小，常用于要求径向尺寸紧凑或空间受限制的场合。空间受限制的场合。缺点缺点: :装拆时需轴向移动。装拆时需

3、轴向移动。教学演示教学演示教学演示教学演示2.夹壳联轴器夹壳联轴器特点特点: :径向尺寸较大、装拆方便，克服了套筒联轴器装拆需轴径向尺寸较大、装拆方便，克服了套筒联轴器装拆需轴向移动的不足，但转动平衡性较差，向移动的不足，但转动平衡性较差，故常用于低速故常用于低速。教学演示教学演示3.凸缘联轴器凸缘联轴器教学演示教学演示对两轴对中性的要求很高，结构简单、成本低、传递转矩大对两轴对中性的要求很高，结构简单、成本低、传递转矩大应用最广。应用最广。常用于对中精度较高，载荷平稳的两轴连接。常用于对中精度较高，载荷平稳的两轴连接。教学演示教学演示刚性联轴器刚性联轴器 优点：优点：结构简单、价格较低。结构

4、简单、价格较低。 缺点：缺点：1 1）无法补偿两轴线相对位移，对）无法补偿两轴线相对位移，对 两轴的对中性要求较高。两轴的对中性要求较高。 2 2）联轴器中都是刚性零件，缺乏）联轴器中都是刚性零件，缺乏 缓冲、吸振能力。应用时若两缓冲、吸振能力。应用时若两 轴偏斜时将引起附加应力，使轴偏斜时将引起附加应力，使 轴、轴承和轴上零件工作条件轴、轴承和轴上零件工作条件 恶化。恶化。二、无弹性元件的挠性联轴器二、无弹性元件的挠性联轴器1.1.十字滑块联轴器十字滑块联轴器教学演示教学演示可以补偿两轴线的可以补偿两轴线的径向位移径向位移和和角位移角位移，滑块和凹糟间的相对滑，滑块和凹糟间的相对滑动会产生摩

5、擦和磨损，工作时应采取动会产生摩擦和磨损，工作时应采取润滑措施润滑措施。十字滑块十字滑块联轴器联轴器径向尺寸小径向尺寸小, ,结构简单结构简单, ,高速时会产生较大的离高速时会产生较大的离心力，故常用于心力，故常用于低速低速。2.齿式联轴器齿式联轴器教学演示教学演示能够补偿能够补偿轴向位移轴向位移、径向位移径向位移和和角位移角位移。传递转矩大，外形尺寸紧凑，工作可靠，但结构复杂，成本传递转矩大，外形尺寸紧凑，工作可靠，但结构复杂，成本高，高，常用于低速的重型机械中常用于低速的重型机械中。3.万向联轴器万向联轴器当主动轴以等角速度当主动轴以等角速度1回转时回转时, ,从动轴的角速度从动轴的角速度

6、2将在一定范围将在一定范围121cos/cos内作周期性的变化内作周期性的变化, ,从而引起动载荷。从而引起动载荷。教学演示教学演示为消除从动轴的速度波动为消除从动轴的速度波动, ,通常将万向联轴器通常将万向联轴器成对使成对使用用, ,并使中间轴的并使中间轴的两个叉子位于同一平面上两个叉子位于同一平面上, ,还应使还应使主、从动轴的轴线与中间轴的轴线间的偏斜角主、从动轴的轴线与中间轴的轴线间的偏斜角 相相等等 ，转速不宜太高。，转速不宜太高。124.滚子链联轴器滚子链联轴器结构简单，质量小，工作可靠，寿命长，装拆方便，结构简单，质量小，工作可靠，寿命长，装拆方便，常用于常用于潮湿、多尘、高温场

7、合潮湿、多尘、高温场合, ,不宜用于启动频繁、经常正反转以不宜用于启动频繁、经常正反转以及较剧烈冲击载荷的场合。及较剧烈冲击载荷的场合。教学演示教学演示上述几种联轴器有如下几个特点：上述几种联轴器有如下几个特点：1 1）联轴器中都是刚性零件，缺乏缓冲、吸振）联轴器中都是刚性零件，缺乏缓冲、吸振能力；能力；2 2）作相对滑动的零件为易损件，磨损后间隙）作相对滑动的零件为易损件，磨损后间隙变大，在载荷和速度变化时会造成冲击。变大，在载荷和速度变化时会造成冲击。3 3）滑动零件间的摩擦阻力随载荷增大而增大，）滑动零件间的摩擦阻力随载荷增大而增大，阻力大到使零件移动发生困难时，联轴器和阻力大到使零件移

8、动发生困难时，联轴器和轴将受附加动载荷的作用。轴将受附加动载荷的作用。三、有弹性元件的挠性联轴器三、有弹性元件的挠性联轴器1.1.弹性杆联轴器弹性杆联轴器结构简单结构简单, ,制造容易制造容易, ,价格便宜价格便宜, ,弹性均匀弹性均匀, ,尺寸小尺寸小, ,应用较应用较广泛。广泛。2.波纹管联轴器波纹管联轴器由两个轴套和波纹管组成由两个轴套和波纹管组成, ,结构简单结构简单, , 惯性小惯性小, ,运转稳定。运转稳定。3.弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器结构简单结构简单, ,制造容易制造容易, ,装拆方便装拆方便, ,成本较低。成本较低。适用于转矩小、适用于转矩小、转速高、频繁正反转、需要缓

9、和冲击振动的地方转速高、频繁正反转、需要缓和冲击振动的地方。教学演示教学演示4.弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器教学演示教学演示结构简单结构简单, ,制造方便制造方便, ,成本低。成本低。适用于转矩小、转速高、适用于转矩小、转速高、正反向变化多、起动频繁的高速转轴正反向变化多、起动频繁的高速转轴。教学演示教学演示5.轮胎式联轴器轮胎式联轴器教学演示教学演示橡胶轮胎易于变形橡胶轮胎易于变形, ,因此因此, ,允许的相对位允许的相对位移较大移较大, ,角位移可达角位移可达5 5 1212, ,轴向位移可达轴向位移可达0.02D,0.02D,径向位移可达径向位移可达0.01D,0.01D,其中其中D D

10、为联轴为联轴器的外径。器的外径。结构简单结构简单, ,使用可靠使用可靠, ,弹性大弹性大, ,寿命长寿命长, ,不不需润滑需润滑, ,但径向尺寸但径向尺寸大。可用于潮湿多大。可用于潮湿多尘尘, ,起动频繁之处。起动频繁之处。轮胎式联轴器轮胎式联轴器5.轮胎式联轴器轮胎式联轴器结构简单结构简单, ,弹性好弹性好, ,成本低。成本低。具有良好的减振和补偿位移的具有良好的减振和补偿位移的能力能力。有弹性元件的挠性联轴器具有以下特点：有弹性元件的挠性联轴器具有以下特点：1 1）具有弹性滞后特性，缓冲、吸振性好；）具有弹性滞后特性，缓冲、吸振性好；2 2）结构简单，价格便宜。）结构简单，价格便宜。3)

11、3) 联轴器强度低、寿命较短。联轴器强度低、寿命较短。四、联轴器的选择四、联轴器的选择1 1）传递载荷的大小、性质及对缓冲功能的要求。）传递载荷的大小、性质及对缓冲功能的要求。 载荷平稳、传递转矩大、同轴度好，无相对载荷平稳、传递转矩大、同轴度好，无相对位移的选用刚性联轴器。位移的选用刚性联轴器。 载荷变化大，要求缓冲、吸振或同轴度不易载荷变化大，要求缓冲、吸振或同轴度不易保证时应选用挠性联轴器。保证时应选用挠性联轴器。2 2）连接两轴相对位移的大小。）连接两轴相对位移的大小。 安装调整后难以保证两轴精确对中，或工作安装调整后难以保证两轴精确对中，或工作中有较大位移量的两轴连接，要选用挠性联轴

12、器。中有较大位移量的两轴连接，要选用挠性联轴器。3 3）工作转速的高低与正、反转变化多的要求。）工作转速的高低与正、反转变化多的要求。 高速运转的轴应选动平衡精度较高的联轴器；高速运转的轴应选动平衡精度较高的联轴器； 正、反转变化多，启动频繁，有较大冲击载正、反转变化多，启动频繁，有较大冲击载荷，安装不易对中的场合考虑采用无弹性元件的荷，安装不易对中的场合考虑采用无弹性元件的挠性联轴器。挠性联轴器。1.1.套筒联轴器套筒联轴器 常用于要求径向尺寸紧凑或空间常用于要求径向尺寸紧凑或空间受限制的场合。受限制的场合。2.2.夹壳联轴器夹壳联轴器 转动平衡性较差，故常用于低速。转动平衡性较差，故常用于

13、低速。3.3.凸缘联轴器凸缘联轴器 传递转矩大，常用于对中精度较高，传递转矩大，常用于对中精度较高，载荷平稳的两轴连接。载荷平稳的两轴连接。4.4.十字滑块联轴器十字滑块联轴器 高速时会产生较大的离心力，故高速时会产生较大的离心力，故常用于轴间径向位移较大的低速传动。常用于轴间径向位移较大的低速传动。5.5.齿式联轴器齿式联轴器 常用于转速高、载荷大、正反向常用于转速高、载荷大、正反向变化多、起动频繁的重型机械中。变化多、起动频繁的重型机械中。7.7.弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 常用于转矩小、转速高、频繁常用于转矩小、转速高、频繁 正反转、需要缓和冲击的地方。正反转、需要缓和冲击的地方。

14、8.8.弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器 适用于转矩小、转速高、正反向适用于转矩小、转速高、正反向 变化多、起动频繁的高速转轴。变化多、起动频繁的高速转轴。9.9.轮胎式联轴器轮胎式联轴器 弹性大弹性大, ,寿命长寿命长, ,常用于冲击大、正常用于冲击大、正 反向变化多、起动频繁的两轴间的反向变化多、起动频繁的两轴间的 连接，也可用于潮湿多尘之处。连接，也可用于潮湿多尘之处。 6.6.万向联轴器万向联轴器 常用于两轴夹角较大或工作中角位常用于两轴夹角较大或工作中角位 移较大的传动，要求转速不宜太高。移较大的传动，要求转速不宜太高。一、选择题：一、选择题： 1 1）对于载荷平稳，不发生相对位移，转速

15、稳定且对中性好的两轴宜）对于载荷平稳，不发生相对位移，转速稳定且对中性好的两轴宜选用选用 联轴器。联轴器。 a)a)刚性凸缘刚性凸缘 b)b)滑块滑块 c)c)弹性套柱销弹性套柱销 d)d)齿轮齿轮 2 2）对于轴线相交的两轴宜选用）对于轴线相交的两轴宜选用 联轴器。联轴器。 a)a)滑块滑块 b)b)弹性柱销弹性柱销 c)c)万向万向 d)d)套筒。套筒。 3 3）对于转速高、转矩小、频繁正反转、需要缓和冲击振动的两轴间）对于转速高、转矩小、频繁正反转、需要缓和冲击振动的两轴间连接宜选用连接宜选用 联轴器。联轴器。 a)a)弹性套柱销弹性套柱销 b)b)万向万向 c)c)滑块滑块 d)d)齿

16、轮齿轮 4 4）对于要求有综合位移，外廓尺寸紧凑，传递转矩较大，起动频）对于要求有综合位移，外廓尺寸紧凑，传递转矩较大，起动频繁，经常正反转的低速重型机械中常用繁，经常正反转的低速重型机械中常用_联轴器。联轴器。 a)a)齿轮齿轮 b)b)刚性凸缘刚性凸缘 c)c)轮胎轮胎 d)d)滑块滑块 5 5）对于径向位移较大，转速较低，无冲击的两轴间宜选用）对于径向位移较大，转速较低，无冲击的两轴间宜选用_ 联轴器。联轴器。 a)a)弹性套柱销弹性套柱销 b)b)万向万向 c)c)滑块滑块 d)d)刚性凸缘刚性凸缘 6 6）刚性大，对中性好的轴宜选用）刚性大，对中性好的轴宜选用 联轴器。联轴器。 7

17、7）轴线相交的两轴间的联接宜选用）轴线相交的两轴间的联接宜选用 联轴器。联轴器。 8 8）正反转多变、起动频繁、冲击大的两轴间的联接宜选用）正反转多变、起动频繁、冲击大的两轴间的联接宜选用_联联 轴器。轴器。 9 9）转速高、载荷大、正反转多变、起动频繁的两轴间的联接宜选）转速高、载荷大、正反转多变、起动频繁的两轴间的联接宜选 用用 联轴器。联轴器。14-3 14-3 离合器离合器离合器按其工作原理可分为啮合离合器啮合离合器和摩擦离合器摩擦离合器等。离合器按其离合方式,又可分为操纵式离合器操纵式离合器和自动离合器自动离合器两种一、操纵式离合器1.牙嵌离合器离合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等离

18、合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等牙嵌离合器的承载能力主要取决于齿根弯曲强度 。对于频繁离合的牙嵌离合器，将产生齿面磨损，常通过限制齿面压强p来控制磨损。即b0bbKThZDWMPa 02KTppZD AMPa牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，应用广泛。但只宜在两轴不回转或转速差很小时进行离合，否则会因撞击而断齿。2.摩擦离合器单盘摩擦离合器多盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器所传递的最大转矩及作用在摩擦面上的压强分别为12max4QDDTZfFKT 22214QFppDDNmmMPa圆锥式摩擦离合器二、自动离合器自动离合器是一种能根据机器运动或动力参数的变化而自动完成结合和分离的离合器。常用的有安全离合器安全离合器、离心离合器离心离合器和定向离合器定向离合器1.安全离合器作用是当转矩超过允许数值时能自动分离销钉式安全离合器摩擦式安全离合器2.离心离合器当主动轴的转速达到某一定值时能自行结合或分离瓦块式离心离合器开式离合器开式离合器主要用于起动装置闭式离合器闭式离合器主要用作安全装置,当机器转速过高时起安全保护作用。3.定向离合器是只能按一个转向传递转矩,反向时自动分离。这种离合器工作时没有噪