第8章轴联轴器和离合器

第8章轴、联轴器和离合器§1轴§2联轴器的种类和特性§3联轴器的选择§4离合器§5安全联轴器及安全离合器

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

按轴线形状分：

直轴阶梯轴

光轴曲轴：

空心轴和钢丝软轴

二、轴的材料及其选择

碳素钢——常用45#，正火调质合金钢——对应力集中较敏感。

注意：①采用合金钢并不能提高轴的刚度。

②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。

可靠性差要求：

①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置

②轴上零件装拆、调整方便

③轴应具有良好的制造工艺性等

④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概述1联轴器和离合器概述联轴器和离合器：联接轴与轴

传递运动与转矩联轴器联接两轴，运转时不分离，停车时才分离离合器

运转过程中随时接合或分离操纵传动的断续，进行变速或换向

安全联轴器与离合器

过载时断开或打滑，保证不因过载而损坏

特殊功用的联轴器与离合器

某些特殊要求达一定转速时，自动接合或分离

联轴器的种类和特性12联轴器的种类和特性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结构上采取措施，使之能适应相对位移一、联轴器所联两轴的相对位移

无补偿相对位移能力，对中性要求高相对位移引起附加载荷二、联轴器的分类

刚性联轴器

无弹性元件挠性联轴器：可补偿相对位移，不能缓冲减振

有弹性元件挠性联轴器：可补偿相对位移，缓冲减振挠性联轴器

有补偿相对位移能力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

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星形弹性联轴器s

选择13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

选择2１．选择联轴器的类型依据：工作载荷的大小和性质、转速高低、安装精度低速、刚性大的短轴：刚性联轴器；低速、刚性小的长轴：无弹性元件挠性联轴器；传递转矩较大的重型机械：齿式联轴器；高速、有振动和冲击：弹性元件挠性联轴器；轴线位置有较大变动：万向联轴器；有安全保护要求：安全联轴器。

２．计算联轴器的计算转矩KA：工作情况系数T：联轴器所传递的公称转矩３．确定联轴器的型号Tca≤[T][T]：联轴器的许用转矩４．校核最大转速n≤nmax选择3６．规定部件相应的安装精度７．进行必要的校核５．协调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要求：轴的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

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P=10Kw，转速n=960r/min，电动机轴伸端直径d=42mm，试选择联轴器。解：1、为缓冲吸振，选用弹性套柱销联轴器2、载荷计算3、选用由表格查得弹性套柱销联轴器的许用转矩为250，许用转速为3800r/min，轴径为32～42mm之间，符号要求。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4离合器工作原理：嵌入式、摩擦式

离合控制方法：操纵式和自动式操纵方式：机械、电磁、液压和气压可自动离合：超越离合器、离心离合器和安全离合器二、基本要求分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；惯性小，结构简单，重量轻，尺寸小，工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。离合器2三、离合器的选用嵌入式离合器：结构简单，外形尺寸较小，无相对运动；适用于低速接合、转矩不大的场合摩擦式离合器：接合过程平稳，冲击振动较小，过载保护；

尺寸大，滑动摩擦，发热量大，磨损较大电磁摩擦离合器：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

爪轮1套筒2滚柱3弹簧顶杆4单向转动：

内轴顺时针转动（套筒2逆时针转动）滚柱楔紧于1和2间

2同向回转反之则2不转超越离合：

2相对于1的转向为逆时针二者分离安全联轴器离合器15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

安全联轴器离合器2二、滚珠安全离合器滚珠→从动盘→外套筒