联轴器和离合器 本章目录 教学要求 基本内容 重点难点 问题思考 音乐欣赏

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1 联轴器和离合器 本章目录 教学要求 基本内容 重点难点 问题思考 音乐欣赏
联轴器和离合器是机械传动中常用的部件，并且大多已标准化，主要用于轴与轴之间的联接，用以传递运动和转矩。通过本部分的学习，使学生了解几种常用联轴器的结构、特点、使用场合和选用方法，为其后续的课程设计作好铺垫 教学要求 基本内容 重点难点 问题思考 总目录 音乐欣赏 退出

2 本章目录 §1、 概 述 §2、 联 轴 器 §3、联 轴 器 的 选 择 §4、牙 嵌 离 合 器 §5、圆盘摩擦式离合器
§1、 概 述 §2、 联 轴 器 §3、联 轴 器 的 选 择 §4、牙 嵌 离 合 器 §5、圆盘摩擦式离合器 §6、定 向 离 合 器 分目录 上一页 下一页 退 出

3 教学要求 1、熟悉常用离合器的类型、工作原理及结构特点； 2、掌握联轴器离的主要类型、结构特点、工作原理及选择计算方法；
3、掌握联轴品器联接的两轴间位置补偿的原理； 4、掌握联轴器和离合器在功能上的同异。

4 §1 概 述 联轴器和离合器的功用 主要用于轴与轴之间的联接,以传递运动和转矩。
§1 概 述 联轴器和离合器的功用 主要用于轴与轴之间的联接,以传递运动和转矩。 用联轴器联接的两轴,只有在机械停止工作后,经过拆卸，才能使两轴分离

5 §1 概 述 用离合器联接的两轴， 在机械工作过程中就能 方便地使其分离或接合。
§1 概 述 用离合器联接的两轴， 在机械工作过程中就能 方便地使其分离或接合。 联轴器和离合器现大多已标准化,设计时一般可参考手册选用,必要时需对其中某些零件进行验算 。

6 §2 联轴器 由于制造、安装等原因， 常使两轴产生相对位移 要求联轴器在结构上应具有补偿一定范围偏移量的能力。
§2 联轴器 由于制造、安装等原因， 常使两轴产生相对位移 要求联轴器在结构上应具有补偿一定范围偏移量的能力。 a) 轴向位移 b)径向位移 c)角向位移 d) 综合位移

7 固定式刚性联轴器 1．凸缘联轴器 a) 用凸肩和凹槽对中 b)用配合螺栓对中

8 固定式刚性联轴器 1）凸缘联轴器工作特点 a）用凸肩与凹槽对中 对中精度高，但装拆时需作轴向移动。 工作时，靠两个 半联轴器接合面间的
摩擦力来传递转矩。

9 固定式刚性联轴器 装拆时轴不需要作轴向移动，但螺栓孔需配铰。 b)用配合螺栓对中 工作时靠螺栓杆的剪切和螺栓杆与孔壁的挤压
来传递转矩。这种方式传递转矩的能力较高。

10 固定式刚性联轴器 2）凸缘联轴器特点及应用： 结构简单，工作可靠，刚性好，使用和维护方便，可传递大的转矩，但它对两轴的对中性要求较高。
主要用于两轴对中精度良好，载荷平 稳，转速不高的传动场合。

11 固定式刚性联轴器 2、套筒联轴器工作特点 可传递较大的转矩，但必须用紧定螺钉作轴向固定；
a)键联接 特点：结构简单紧凑，易于制造，但装拆不方便，两轴对中性要求较高。 应用：适应于低速、轻载无冲击，安装精度高的场合。在机床中应用广泛。 b)销联接 传递较小的转矩

12 可移式刚性联轴器 工作特点 可移式刚性联轴器是利用 联轴器中元件间的相对滑动 来补偿两轴间的相对偏移。 此类联轴器承载能力较大,
但缺乏缓冲吸振的能力,不宜 用于有冲击振动的场合.这类 联轴器补偿两轴间的相对 偏移时,其元件间有相对滑动, 为减轻磨擦和磨损,提高传动 效率，其工作表面的硬度要 求较高且要有良好的润滑。

13 可移式刚性联轴器 1．滑块联轴器（十字滑块联轴器） 工作特点及应用
工作时,十字滑块随两轴转动,同时滑块上的两榫可在两半联轴器的凹槽中滑动，以补偿两轴的径向位移。其允许有较大的径向位移及不大的角位移和轴向位移。 结构简单,制造方便,可适应两轴间的综合偏移等优点。但由于十字滑块作偏心转动,工作时会产生较大的离心力,故适用于低速、无冲击的场合。需定期进行润滑。

14 可移式刚性联轴器 2．齿轮联轴器工作特点 工作时靠齿的啮合传递扭矩并要保证轮齿间可靠的润滑及密封
为补偿两轴的综合位移，常将外齿轮的外圆制成球面，齿侧制成鼓形齿且齿侧间隙较大则允许两轴发生综合位移

15 可移式刚性联轴器 齿轮联轴器特点及应用 与十字滑块联轴器相比，齿轮联轴器的转速较高，且因为是多齿同时啮合，故齿轮联轴器工作可靠，承载能力大，但制造成本高。一般多用于起动频繁，经常正反转的重型机械中。

16 可移式刚性联轴器 3．双万向联轴器 万向联轴器是由两个叉形零件和一个十字轴所组成。万向联轴器允许两轴间有较大的角位移，其夹角α可达40°～45º。 主要缺点：主动轴作等角速转动时，其从动轴作变角速转动。其变化范围为 ω1 cosα≤ω2≤ω1/cosα 。则在传动时将引起附加动载荷。为克服这一缺点，可采用双万向联轴器。

17 可移式刚性联轴器 ω1＝ω2时，双万向联轴器须满足的条件： ⑴主动轴、从动轴与中间轴之间的夹角相同，即：α1＝α2
⑵中间轴两端叉面必须位于同一平面内。 十字轴万向联轴器结构紧凑，维护方便，在汽车、多头钻床等机器中得到广泛应用。 双万向联轴器

18 弹性联轴器 特点及应用： 联轴器因装有弹性元件，不但可以靠弹性元件的变形来补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲、吸振的能力。
弹性联轴器广泛应用于经常正反转、起动频繁的场合。 弹性元件的材料有金属和非金属两种。 金属弹性元件 强度高，尺寸小，寿命长，但成本高； 非金属弹性元件 常用橡胶、尼龙、工作塑料等制成，重量轻，且缓冲吸振性能较好，但强度较低，易老化，性能受环境条件影响较大，使用范围受到一定的限制。

19 弹性联轴器 1．弹性套柱销联轴器 结构特点及应用
弹性套柱销联轴器其结构与凸缘联轴器相似，只是用带有弹性套的柱销代替了联接螺栓。弹性套的材料采用橡胶。 弹性套柱销联轴器结构简单，装拆方便，成本较低，常用来联接载荷较平稳，需正反转或频繁起动，传递中小转矩的高、中速轴。

20 弹性联轴器 2．弹性柱销联轴器结构特点及应用 弹性元件为尼龙材料的柱销，柱销的形状能增大角度位移的补偿能力 优点：与弹性套柱销联轴器
相比，其传递转矩的能力大，结构更为简单，制造容易，更换方便；而且柱销的耐磨性好。 应用：用于速度适中、有正反转或起动频繁、对缓冲要求不高的场合。

21 弹性联轴器 3．轮胎式联轴器结构特点及应用 弹性元件是由橡胶或橡胶织物制成的轮胎环
优点：结构简单、工作可靠、 具有良好的综合位移补偿能力和缓冲吸振的能力。 缺点：径向尺寸较大；当转矩较大时，会因过大的扭转变形而产生附加的轴向载荷。 应用：适应于启动频繁、有冲击振动以及潮湿、多尘、相对位移较大的场合。

22 §3 联轴器的选择 类型选择 标准联轴器的选择 尺寸型号的选择 1．联轴器类型的选择 选择原则：其使用要求和类型特性一致
对低速，刚性较好的轴 选固定式联轴器； 对高速，刚性较差的轴 可移动刚性联轴器； 选用万向联轴器； 对轴线相交的两轴 选用齿轮联轴器。 对大功率重载传动 选用弹性联轴器； 对高速、且有冲击或振动的轴

23 §3 联轴器的选择 2．联轴器型号的选择 计算转矩不超过联轴器最大许用转矩 轴径应符合联轴器的孔径范围 转速不超过联轴器的许用转速
§3 联轴器的选择 2．联轴器型号的选择 选择型号时应满足 计算转矩不超过联轴器最大许用转矩 轴径应符合联轴器的孔径范围 转速不超过联轴器的许用转速 计算转矩TC ： TC＝KA﹒T 式中 T—名义转矩，单位为N·mm ； KA—工作状况系数

24 工作情况系数KA 工 作 机 原 动 机 工 作 情 况 实 例 电动机汽轮机 四缸上内 燃 机 双缸内燃机 单缸内燃机 转矩变化很小
工 作 机 原 动 机 工 作 情 况 实 例 电动机汽轮机 四缸上内 燃 机 双缸内燃机 单缸内燃机 转矩变化很小 发电机、小型通风机、小型离心泵 1.3 1.5 1.8 2.2 转矩变化小 透平压缩机、木工机床、运输机 1.7 2.0 2.4 转矩变化中等 搅拌机、增压泵、往复式压缩机、冲床 1.9 2.6 转矩变化中等,有冲击 拖拉机、织布机、水泥搅拌机 2.1 2.8 转矩变化大,有强烈冲击 造纸机、挖掘机、超重机、碎石机 2.3 2.5 3.2 压延机、轧 钢 机 3.1 3.3 3.6 4.0

25 §4 牙嵌离合器 牙嵌离合器工作特点 由两个半离合器组成.工作时,利用操纵杆移动滑环4,使半离合器2作轴向移动.从而实现离合器的接合或分离.牙嵌离合器是依靠牙的相互嵌合来传递转矩的.为便于两轴对中,在主动轴端的半联轴器上固定一个对中环5,从动轴端则可在对中环内自由移动.

26 §4 牙嵌离合器 常用的牙型：三角形、梯形和锯齿形三种. 锯齿形牙 强度最高,承载能力 最大,但仅能单向工作 三角形牙
§4 牙嵌离合器 常用的牙型：三角形、梯形和锯齿形三种. 锯齿形牙 强度最高,承载能力 最大,但仅能单向工作 三角形牙 用于传递中小转 矩的低速离合器 梯形牙 自动补偿磨损 后的间隙,从而减少 冲击，应用广泛

27 §4 牙嵌离合器 梯形、锯齿形牙 强度较高,都能传递较大的转矩 牙嵌离合器传递转矩的能力 主要取决于 牙的耐磨性和强度。
§4 牙嵌离合器 梯形、锯齿形牙 强度较高,都能传递较大的转矩 牙嵌离合器传递转矩的能力 主要取决于 牙的耐磨性和强度。 必要时应验算牙面上的压强P及牙根弯曲应力σb

28 §4牙嵌离合器 压强p及σb的验算 式中 z — 半离合器上牙的数目； D0 — 牙的平均直径，单位mm
A 每个牙的接触面积，即 A＝ .h ，单位mm2； 其中 为牙的宽度，h为牙的高度，单位mm； W 牙的弯曲截面系数； 许用压强，在静止时接合，[p]=90～120，MPa ；在运转时接合，[p]=50～70 ，MPa。 [p] [σb] 许用弯曲应力，在静止时接合，[σb]=σs／1.5 ，Mpa; 在运转时接合，[σb]＝σs／5，MPa。

29 §4 牙嵌离合器 牙嵌离合器特点： 结构简单、尺寸紧凑、 能传递较大的转矩； 优点 缺点 接合时有冲击，只能在静止或低速时接合。

30 §5 圆盘摩擦式离合器 圆盘摩擦式离合器：单片式和多片式两种。 1.单片式摩擦离合器
工作时，轴向力使两半离合器相互压紧，靠接合面间产生的摩擦力来传递转矩。 单片式摩擦离合器结构简单，但传递的转矩较小，多用于转矩在2000N.m以下的轻型机械。

31 §5 圆盘摩擦式离合器 2.多片式摩擦离合器 由外摩擦片面、内摩擦片 和外鼓轮、套筒组成。外鼓轮中装有一组外摩擦片，可与主动轴一起回转;套筒上装有另一组摩擦片，可带动从动轴一起回转。当滑环向左移动时，杠杆经压板将内、外摩擦片压紧，离合器进入接合状态，靠摩擦片产生的摩擦力使主从动轴一起回转，传递转矩。若滑环不向右移动时，则使两组摩擦片放松，离合器即分离。

32 §5 圆盘摩擦式离合器 多片式摩擦离合器的特点 径向尺寸小而承载能力大，联接平稳，适用载荷范围大，应用较广。 优点
§5 圆盘摩擦式离合器 多片式摩擦离合器的特点 径向尺寸小而承载能力大，联接平稳，适用载荷范围大，应用较广。 优点 片数多，结构复杂，离合动作缓慢，并且发热、磨损较严重。 缺点 3、与牙嵌式离合器比较，摩擦离合器的优点是： （1）两轴能在任何转速下接合或分离； （2）接合过程平稳，冲击振动小； （3）从动轴的加速过程和所传递的最大转矩是可调节的 （4）过载时会发生打滑，可避免其它零件的损坏 其缺点主要是：（1）结构复杂，成本高； （2）接合、分离时摩擦片产生相对滑动，引起发热及磨损。

33 §6 定向离合器 三、定向离合器 工作原理 由星轮、套筒、滚柱及弹簧顶杆等组成。
§6 定向离合器 三、定向离合器 工作原理 由星轮、套筒、滚柱及弹簧顶杆等组成。 当星轮主动并作顺时针转动时，套筒随星轮一起回转，离合器处于接合状态。 而当星轮反向回转时，离合器处于分离状态。所以，此离合器只能单向传递转矩，称为定向离合器。

34 §6 定向离合器 定向离合器 又可做超越离合器。
§6 定向离合器 定向离合器 又可做超越离合器。 特点及应用 滚柱式定向离合器具有定向及超越作用、尺寸小、工作时无噪声、可实现高速中接合。常用于车辆、机床等机械中。

35 重点与难点 1、联轴器离的主要类型、结构特点、工作原理及选择计算方法； 2、刚性联轴器和弹性联轴器有何区别；
3、联轴器和离合器在功能上的同异； 4、选择联轴器类型时应注意的问题； 5、对离合器的基本要求。

36 问题思考 1、联轴器和离合器的作用有何不同？ 2、如何选择联轴器？ 3、刚性联轴器和弹性联轴器有何区别？它们各适应于什么场合？ 4、试比较牙嵌离合器和摩擦离合器的特点和应用？ 5、什么叫定向离合器？试为定向离合器的使用举一实例。