第十一章联轴器

1、第十一章 联轴器与离合器东北大学机械工程与自动化学院东北大学机械工程与自动化学院 巩云鹏巩云鹏11-1 联轴器和离合器概述11-2 联轴器的种类和特性11-3 联轴器的选择第十一章 联轴器概述111-1 概 述一、联轴器和离合器的作用一、联轴器和离合器的作用作作 用：用：联接两轴，传递运动与转矩，或作安全装置。联接两轴，传递运动与转矩，或作安全装置。联轴器：联轴器：机器运转时两轴不能分离，只有在机器停车时机器运转时两轴不能分离，只有在机器停车时才可将两轴分离；才可将两轴分离； 离合器：离合器：机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。用来操纵机器

2、传动的断续，以便进行变速或一种装置。用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向；换向；二、联轴器的选择二、联轴器的选择-类型尺寸类型尺寸 传递转矩大小、转速高低、扭转刚度变化、体积大传递转矩大小、转速高低、扭转刚度变化、体积大小、缓冲吸振能力等因素。小、缓冲吸振能力等因素。联轴器的种类和特性111-2 11-2 联轴器的种类和特性 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1 1、轴线相对位移原因：制造及安装误差、轴线相对位移原因：制造及安装误差 承载后的变形承载后的变形 轴承磨损轴承磨损xyxy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

3、两轴的相对位移2 2、轴线相对位移形式、轴线相对位移形式联轴器的种类和特性2、刚性联轴器、刚性联轴器1 滚滚子子联联轴轴器器万万向向联联轴轴器器齿齿式式联联轴轴器器滑滑块块联联轴轴器器可可移移式式夹夹壳壳联联轴轴器器套套筒筒联联轴轴器器凸凸缘缘联联轴轴器器固固定定式式二、联轴器的分类11-2 11-2 联轴器的种类和特性 二、联轴器的分类、弹弹性性联联轴轴器器2无缓冲减振能力无缓冲减振能力无轴线位移补偿能力无轴线位移补偿能力要求轴的对中性好要求轴的对中性好无缓冲减振能力无缓冲减振能力有轴线位移补偿能力有轴线位移补偿能力有弹性元件缓冲减振有弹性元件缓冲减振有轴线位移补偿能力有轴线位移补偿能力 轮

4、轮胎胎式式联联轴轴器器梅梅花花形形弹弹性性联联轴轴器器弹弹性性柱柱销销联联轴轴器器弹弹性性套套柱柱销销联联轴轴器器无缓冲减振能力无缓冲减振能力缓冲减振缓冲减振位移补偿位移补偿联轴器的种类和特性2三、联轴器的特性11-2 11-2 联轴器的种类和特性 三、联轴器的特性1 1、刚性固定式联轴器、刚性固定式联轴器(1)凸缘联轴器普通螺栓普通螺栓凸肩对中凸肩对中铰制孔螺栓铰制孔螺栓对中对中组成：普通螺栓（铰制孔螺栓）组成：普通螺栓（铰制孔螺栓）+ + 两半联轴器两半联轴器 半联轴器：铸铁或碳钢，重载高速铸钢或锻钢半联轴器：铸铁或碳钢，重载高速铸钢或锻钢特点：结构简单、使用方便、承载大，特点：结构简单、

5、使用方便、承载大，适用适用： 低转速、载荷平稳，轴刚性大、对中好的联接低转速、载荷平稳，轴刚性大、对中好的联接联轴器的种类和特性211-2 11-2 联轴器的种类和特性 三、联轴器的特性(2)(2)套筒联轴器套筒联轴器特点：结构简单、径向尺寸小特点：结构简单、径向尺寸小适用：机床轴等的联结适用：机床轴等的联结平键联结平键联结销联结销联结半圆键联结半圆键联结1 1、刚性固定式联轴器、刚性固定式联轴器组成：套筒组成：套筒+ +键或销键或销 套筒材料：套筒材料：3535、45 45 （d 80 mm ) d 80 mm )HT250 (d80 mm )联轴器的种类和特性211-2 11-2 联轴器的

6、种类和特性 三、联轴器的特性(3)(3)夹壳联轴器夹壳联轴器特点：结构简单、装拆方便、价格低廉；特点：结构简单、装拆方便、价格低廉； 质量较大、平衡困难；质量较大、平衡困难；适用：低速（适用：低速（v5 m/sv5 m/s）、工作平稳）、工作平稳1 1、刚性固定式联轴器、刚性固定式联轴器组成：两半圆联轴器组成：两半圆联轴器+ +螺栓夹紧轴实现联结，螺栓夹紧轴实现联结， 靠夹壳与轴摩擦力和键传递扭矩靠夹壳与轴摩擦力和键传递扭矩 联轴器的种类和特性211-2 11-2 联轴器的种类和特性 三、联轴器的特性2 2、刚性可移式联轴器、刚性可移式联轴器(1)(1)十字滑块联轴器十字滑块联轴器组成：两半联

7、轴器组成：两半联轴器+ +中间滑块中间滑块特点：结构简单、价格低廉；特点：结构简单、价格低廉； 高速离心力大，磨损高速离心力大，磨损 具有径向、角位移补偿能力具有径向、角位移补偿能力适用：两轴相对偏移较大、适用：两轴相对偏移较大、 转速不高、载荷平稳处转速不高、载荷平稳处 2 2、刚性可移式联轴器、刚性可移式联轴器(2)(2)齿式联轴器齿式联轴器组成：两半外齿半联轴器组成：两半外齿半联轴器（齿顶为球面）（齿顶为球面） + +两内齿外壳，齿为渐开线齿轮两内齿外壳，齿为渐开线齿轮特点：结构复杂、质量大；特点：结构复杂、质量大； 齿侧及径向间隙大，齿侧及径向间隙大， 综合位移补偿能力强；综合位移补偿

8、能力强； 多齿啮合承载大；多齿啮合承载大； 适用于重型机械设备适用于重型机械设备如轧钢机等如轧钢机等11-2 11-2 联轴器的种类和特性联轴器的种类和特性 三、联轴器的特性齿式联轴器位移补偿齿式联轴器位移补偿联轴器的种类和特性211-2 11-2 联轴器的种类和特性 三、联轴器的特性(3)(3)万向联轴器万向联轴器2 2、刚性可移式联轴器、刚性可移式联轴器组成：两叉形件组成：两叉形件+十字头铰链联结十字头铰链联结特点：特点： 结构紧凑结构紧凑 允许轴有较大角偏移允许轴有较大角偏移 两轴不同轴时，单万向节两轴不同轴时，单万向节 从动轴角速度有波动；从动轴角速度有波动； 双万向节双万向节一定条件

9、下可以实现匀速传动一定条件下可以实现匀速传动适用场合：汽车、轧钢机等传动轴适用场合：汽车、轧钢机等传动轴联轴器的种类和特性211-2 11-2 联轴器的种类和特性2 2、刚性可移式联轴器、刚性可移式联轴器(4)(4)滚子链联轴滚子链联轴组成：双列链组成：双列链+ +两链轮两链轮特点：特点： 结构紧凑，承载大结构紧凑，承载大 适应环境广（高温、潮湿、灰尘等）适应环境广（高温、潮湿、灰尘等） 允许轴有一定角偏移和径向偏移允许轴有一定角偏移和径向偏移适用场合：扭矩较大，单向回转场合适用场合：扭矩较大，单向回转场合联轴器的种类和特性211-2 11-2 联轴器的种类和特性3 3、弹性联轴、弹性联轴器器

10、(1)(1)弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器组成：弹性套柱销连接两半联轴器组成：弹性套柱销连接两半联轴器半联轴器：半联轴器：HT200，35，ZG270-500柱销：柱销：45； 弹性套：耐油橡胶弹性套：耐油橡胶特点：特点： 结构简单、成本低，弹性套寿命短结构简单、成本低，弹性套寿命短 弹性套具有缓冲减振作用弹性套具有缓冲减振作用 允许轴间径向、轴向、角位移允许轴间径向、轴向、角位移 ( x=27.5mm,y0.20.6,1.51.5 ) 适用场合：载荷较小、载荷平稳，启动频繁或正反转场合适用场合：载荷较小、载荷平稳，启动频繁或正反转场合联轴器的种类和特性2爆炸图爆炸图11-2 11-2 联轴

11、器的种类和特性3 3、弹性联轴、弹性联轴器器(2)(2)弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器组成：弹性柱销组成：弹性柱销+两半联轴器两半联轴器半联轴器：半联轴器：HT200，35，ZG270-500柱销：尼龙柱销：尼龙6 (耐磨、有弹性耐磨、有弹性 -20+70) )特点：特点： 结构简单、维护方便，成本低结构简单、维护方便，成本低 弹性柱销具有缓冲减振作用弹性柱销具有缓冲减振作用 允许轴间径向、轴向、角位移允许轴间径向、轴向、角位移 ( x=0.53mm,y0.150.25,0.50.5 ) 适用场合：扭矩较大，启动频繁或正反转场合适用场合：扭矩较大，启动频繁或正反转场合联轴器的种类和特性211-2

12、 11-2 联轴器的种类和特性3 3、弹性联轴、弹性联轴器器(3)(3)轮胎式联轴器轮胎式联轴器组成：特型轮胎组成：特型轮胎+两半联轴器两半联轴器 轮胎：橡胶或轮胎：橡胶或 橡胶织物橡胶织物特点：尺寸大，扭转变形产生特点：尺寸大，扭转变形产生附加附加轴向力轴向力 载荷通过轮胎传递，缓冲减振载荷通过轮胎传递，缓冲减振 允许较大轴间径向、轴向、角位移允许较大轴间径向、轴向、角位移 ( x=0.02D,y0.01D,22 ) 适用场合：潮湿、多尘、冲击、适用场合：潮湿、多尘、冲击、 启动频繁或正反转场合启动频繁或正反转场合11-2 11-2 联轴器的种类和特性3 3、弹性联轴、弹性联轴器器(4)(4

13、)梅花联轴器梅花联轴器组成：梅花形弹性件组成：梅花形弹性件+两半联轴器两半联轴器 弹性件：聚氨酯橡胶、尼龙等弹性件：聚氨酯橡胶、尼龙等特点：结构简单、耐磨，承载大特点：结构简单、耐磨，承载大 缓冲减振，寿命长缓冲减振，寿命长 允许较大轴间径向、轴向、角位移允许较大轴间径向、轴向、角位移 ( (x=1.25mm,y0. 51.8,2 ) ) 适用场合：工作温度适用场合：工作温度-35+80，各种机械设备，各种机械设备 联轴器的种类和特性2一、联轴器选用基本程序11-3 11-3 联轴器的选择选择联轴器的类型选择联轴器的类型计算联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩进行必要的承载能力校核进行必要的承

14、载能力校核规定部件相应的安装精度规定部件相应的安装精度协调轴孔直径协调轴孔直径校核最大转矩校核最大转矩确定联轴器的型号确定联轴器的型号 联轴器为标准件，设计过程主要是选用适当的联轴器。选用程序如图所示选择2二联轴器的选择则二联轴器的选择则 工作条件：载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等工作条件：载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等联轴器特性：位移补偿能力、应用范围联轴器特性：位移补偿能力、应用范围w低速、刚性大的短轴低速、刚性大的短轴-可选用刚性联轴器；可选用刚性联轴器；w低速、刚性小的长轴低速、刚性小的长轴-可选用刚性可移式联轴器；可选用刚性可移式联轴器；w传递转矩较大的重型机械传递转矩

15、较大的重型机械-选用齿式联轴器；选用齿式联轴器；w对于高速、有振动和冲击的机械对于高速、有振动和冲击的机械-选用弹性联轴器；选用弹性联轴器；w轴线位置有较大变动的两轴轴线位置有较大变动的两轴-选用万向联轴器；选用万向联轴器；w有安全保护要求的轴有安全保护要求的轴-选用安全联轴器。选用安全联轴器。 1 1选择联轴器的类型选择联轴器的类型 联轴器特性与工作条件相适应联轴器特性与工作条件相适应11-3 11-3 联轴器的选择选择2计算联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩TKTA Acaca K KA-A-为工作情况系数。为工作情况系数。T-T-联轴器所传递的公称转矩。联轴器所传递的公称转矩。确定联轴

16、器的型号确定联轴器的型号按按T Tcaca T T ，由联轴器标准确定联轴器型号，由联轴器标准确定联轴器型号， T T-联轴器的许用转矩。联轴器的许用转矩。校核最大转速校核最大转速n-被联接轴的转速，被联接轴的转速，nmax-联轴器许用的最高转速联轴器许用的最高转速n nn nmaxmax11-3 11-3 联轴器的选择选择选择2 2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轴孔直径被联接两轴的直径和形状（圆柱或圆锥）均可以不同，被联接两轴的直径和形状（圆柱或圆锥）均可以不同，但必须使直径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满但必须使直径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满足相应要求。足相应要求。联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，必须保证轴及相应部件的安装精度。必须保证轴及相应部件的安装精度。联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时还应对联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时还应对联轴器中的零件进行承载能力校核，如对非金属元件的许用联轴器中的零