聯(lián)軸器與離合器

1、聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇 離合器的類型和應(yīng)用離合器的類型和應(yīng)用 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器的類型和應(yīng)用聯(lián)軸器的類型和應(yīng)用 離合器的選擇離合器的選擇 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 工程背景工程背景 n聯(lián)軸器和離合器是聯(lián)軸器和離合器是 機(jī)械傳動(dòng)中常用的部機(jī)械傳動(dòng)中常用的部 件，主要用來連接軸件，主要用來連接軸 與軸（或連接軸與其與軸（或連接軸與其 他回轉(zhuǎn)零件），以傳他回轉(zhuǎn)零件），以傳 遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩；有時(shí)遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩；有時(shí) 也可用做安全裝置。也可用做安全裝置。 根據(jù)工作特性，它們根據(jù)工作特性，它們 可分為以下可分為以下4類。類。 第第15章聯(lián)軸器與

2、離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 設(shè)計(jì)者思維設(shè)計(jì)者思維 作為工程師，在設(shè)計(jì)聯(lián)軸器或離合器時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)作為工程師，在設(shè)計(jì)聯(lián)軸器或離合器時(shí)，需要考慮以下幾個(gè) 問題：?jiǎn)栴}： p何時(shí)選用聯(lián)軸器？何時(shí)選用聯(lián)軸器？ p何時(shí)采用離合器？何時(shí)采用離合器？ p要如何選擇聯(lián)軸器或離合器的類型？要如何選擇聯(lián)軸器或離合器的類型？ p如何確定聯(lián)軸器或離合器的型號(hào)？如何確定聯(lián)軸器或離合器的型號(hào)？ p聯(lián)軸器或離合器的尺寸要如何確定（軸徑聯(lián)軸器或離合器的尺寸要如何確定（軸徑d d，軸孔長(zhǎng)，軸孔長(zhǎng)L L）？）？ p如何校核聯(lián)軸器或離合器的許用轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)速？如何校核聯(lián)軸器或離合器的許用轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)速

3、？ p多盤摩擦離合器的摩擦盤數(shù)如何確定？多盤摩擦離合器的摩擦盤數(shù)如何確定？ p設(shè)計(jì)出的聯(lián)軸器或離合器能否滿足環(huán)境條件的要求？設(shè)計(jì)出的聯(lián)軸器或離合器能否滿足環(huán)境條件的要求？ 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 設(shè)計(jì)者思維設(shè)計(jì)者思維 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 簡(jiǎn)單實(shí)例簡(jiǎn)單實(shí)例 圖15-1所示的是卷 揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)布置圖，電動(dòng) 機(jī)與減速器之間用聯(lián)軸 器連接，減速器與卷筒 之間用離合器連接。當(dāng) 卷筒暫停轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不用 關(guān)電動(dòng)機(jī)，操縱離合器 就可使之脫開。 圖15-1 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)布置圖 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 15.1聯(lián)軸器的類型和應(yīng)用聯(lián)軸器的類型和應(yīng)用

4、 聯(lián)軸器主要是用在軸與軸之間的聯(lián)接中，聯(lián)軸器主要是用在軸與軸之間的聯(lián)接中， 使兩軸可以同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。使兩軸可以同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。 用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩根軸，只有在機(jī)器停車后， 經(jīng)過拆卸才能把它們分離。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器所連接的兩根軸，由于制造及安裝誤差，以及機(jī) 器在工作受載時(shí)基礎(chǔ)、機(jī)架和其他零部件的彈性變形與溫度 變形，其軸線不可避免地會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，如圖15-2所示。 圖15-2 兩根軸間的各種相對(duì)位移 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 根據(jù)有無彈性元件和對(duì)各種相對(duì)位移有

5、無補(bǔ)償能力，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器、撓撓 性聯(lián)軸器性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器。 一、剛性聯(lián)軸器一、剛性聯(lián)軸器 只能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，不具備其他功能 包括凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 1凸緣聯(lián)鈾器 凸緣聯(lián)鈾器是應(yīng)用最廣的剛性聯(lián)軸器，如圖 15-3所示。 圖15-3 凸緣聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 它是把兩個(gè)帶有凸緣的半聯(lián)軸器用普通 平鍵分別與兩根軸連接，然后用螺栓把兩個(gè) 半聯(lián)軸器連成一體，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸

6、器與離合器聯(lián)軸器與離合器 兩種主要的結(jié)構(gòu)形式兩種主要的結(jié)構(gòu)形式 圖15-3(a)所示的是 普通的凸緣聯(lián)鈾器， 通常靠鉸制孔用螺栓 來實(shí)現(xiàn)兩軸對(duì)中，當(dāng)當(dāng) 采用鉸制孔用螺栓時(shí)，采用鉸制孔用螺栓時(shí)， 螺栓桿與釘孔為過渡螺栓桿與釘孔為過渡 配合，靠螺栓桿承受配合，靠螺栓桿承受 擠壓與剪切來傳遞轉(zhuǎn)擠壓與剪切來傳遞轉(zhuǎn) 矩；矩； 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 圖15-3(b)所示的是有 對(duì)中榫的凸緣聯(lián)鈾器， 靠一個(gè)半聯(lián)軸器上的凸 肩與另一個(gè)半聯(lián)軸器上 的凹槽相配合而對(duì)中， 兩個(gè)半聯(lián)軸器此時(shí)用普兩個(gè)半聯(lián)軸器此時(shí)用普 通螺栓連接，螺栓桿與通螺栓連接，螺栓桿與 孔壁之間存

7、在間隙，裝孔壁之間存在間隙，裝 配時(shí)必須擰緊螺栓，轉(zhuǎn)配時(shí)必須擰緊螺栓，轉(zhuǎn) 矩靠半聯(lián)軸器接合面的矩靠半聯(lián)軸器接合面的 摩擦力矩來傳遞。摩擦力矩來傳遞。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 為了運(yùn)行安全，凸緣聯(lián)軸器可做成帶防 護(hù)邊的結(jié)構(gòu)，如圖15-3(c)所示。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵和碳鋼凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵和碳鋼。當(dāng) 重載或圓周速度大于30 m/s時(shí)應(yīng)用鑄鋼或鍛鋼， 由于凸緣聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器，對(duì)所連兩根 軸之間的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力，故對(duì)兩根軸對(duì)兩根軸 對(duì)中性的要求很高對(duì)中

8、性的要求很高。 當(dāng)兩根軸有相對(duì)位移存在時(shí)，就會(huì)在機(jī)件 內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，這是它的 主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)。 但由于它構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、可傳遞較大 的轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛性大、 對(duì)中性較好時(shí)常被采用。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 附表15-1 凸緣聯(lián)軸器（摘自GB/T 58432003） 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 2套筒聯(lián)軸器 這是一種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的剛 性聯(lián)軸器，如圖15-4所示。這 種聯(lián)軸器是一個(gè)圓柱形套筒， 可用兩個(gè)圓錐銷來傳遞轉(zhuǎn)矩， 也可以用兩個(gè)平鍵代替圓錐銷。 該聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是徑向尺寸小，該聯(lián)

9、軸器的優(yōu)點(diǎn)是徑向尺寸小， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖15-4 套筒聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)尺寸推薦： D = (1.52)d, L = (2.84)d。 此種聯(lián)軸器尚無標(biāo)準(zhǔn)，需要 自行設(shè)計(jì)，如機(jī)床上就經(jīng)常 采用這種聯(lián)軸器。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 二、撓性聯(lián)軸器二、撓性聯(lián)軸器 1無彈性元件的撓性聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器因具有撓性撓性，故可補(bǔ)償兩補(bǔ)償兩 根軸的相對(duì)位移根軸的相對(duì)位移。但由于無彈性元件，故 不能緩沖減振。常用的撓性聯(lián)軸器有以下 幾種。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 1）十字滑塊聯(lián)軸器 如圖15-5所示，十字滑塊聯(lián)

10、軸器由端面開有 凹槽的兩個(gè)半聯(lián)軸器1、3和一個(gè)兩端具有凸牙的 中間圓盤2組成。 圖15-5 十字滑塊聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 它只宜用于低速的場(chǎng)合，一般不超過300 r/min。 十字滑塊聯(lián)軸器零件的工作表面一般都要 進(jìn)行熱處理，以提高其硬度。為了減小摩擦及 磨損，使用時(shí)應(yīng)從中間盤的油孔中注油進(jìn)行潤(rùn) 滑。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 2）十字軸式萬向聯(lián)軸器 圖15-6所示的是十字軸式萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖 它主要由兩個(gè)分別固定在主、從動(dòng)軸上的叉形接頭 1、 3，一個(gè)十字形零件2（稱為十字頭）和軸銷4、

11、5（包括銷 套及鉚釘）組成；軸銷4與5互相垂直配置，并分別把兩個(gè) 叉形接頭與中間連接件2連接起來。 圖15-6 十字軸式萬向聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 這種聯(lián)軸器可以允許兩根軸之間有較大 的夾角（夾角最大可達(dá)3545），而在 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即使夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧?動(dòng)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 但當(dāng)a 過大時(shí)，傳動(dòng)效率會(huì)顯著降低。 如圖15-7(a)所示，主動(dòng)軸上叉形接頭1的叉面 在圖紙的平面內(nèi)，而從動(dòng)軸上叉形接頭2的叉 面則在垂直圖紙的平面內(nèi)，設(shè)主動(dòng)軸以角速 度等速轉(zhuǎn)動(dòng)，可推出從動(dòng)軸在此位置時(shí)

12、的角 速度 。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 當(dāng)主動(dòng)軸再轉(zhuǎn)過90時(shí)，從動(dòng)軸也轉(zhuǎn)過 90，如圖15-7(b)所示，此時(shí)叉形接頭1的叉 面在垂直圖紙的平面內(nèi)，叉形接頭2的叉面則 在圖紙的平面內(nèi)，可推出從動(dòng)軸在此位置時(shí) 的角速度 。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 當(dāng)主動(dòng)軸再轉(zhuǎn)過90時(shí)，主、從動(dòng)軸的叉 面位置又回到圖15-7(a)所示狀態(tài)。故當(dāng)主動(dòng)軸以 等角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸角速度在 范圍內(nèi)周期性地變化， 因而在傳動(dòng)中引起附加動(dòng)載荷。為了改善這種 情況，常將萬向聯(lián)軸器成對(duì)使用，即使用雙萬 向聯(lián)軸器，如圖15-8所示。

13、 121 cos/cosaa 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 注意的是，安裝時(shí)必須保證主動(dòng)軸、從動(dòng) 軸與中間軸之間的夾角相等（a1 = a2），并且 中間軸兩端的叉面位于同一平面內(nèi)，這種雙萬 向聯(lián)軸器才可以得到 ，從而降低運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 的附加動(dòng)載荷。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 2有彈性元件的撓性聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器因裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償 兩根軸之間的相對(duì)位移，而且具有緩沖和減振的 能力。彈性元件可儲(chǔ)蓄的能量越多，聯(lián)軸器的緩 沖能力越強(qiáng)；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變 形時(shí)零件之間的摩擦功越大，聯(lián)軸器的減振能力

14、越好。 制造彈性元件的材料有金屬和非金屬兩種。 非金屬有橡膠、塑料等，其特點(diǎn)為質(zhì)量小，價(jià)格 便宜，有良好的彈性滯后性能，因而減振能力強(qiáng)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 1）彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)上和凸緣聯(lián)軸器很近 似，但是兩個(gè)半聯(lián)軸器的連接不用螺栓而用套有 彈性套的柱銷，如圖15-9所示。 圖15-9 彈性套柱銷聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 這種聯(lián)軸器制造容易，裝拆方便，成本較這種聯(lián)軸器制造容易，裝拆方便，成本較 低，但彈性套易磨損，壽命較短。低，但彈性套易磨損，壽命較短。它適用于經(jīng) 常

15、反轉(zhuǎn)，啟動(dòng)頻繁，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。如電動(dòng) 機(jī)與減速器（或其他傳動(dòng)裝置）之間就常用這 種聯(lián)軸器。 半聯(lián)軸器的材料常用HT200，有時(shí)也采用 35號(hào)鋼或ZG270500；柱銷材料多用35號(hào)鋼。 這種聯(lián)軸器可按附表15-3選用，必要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算 聯(lián)軸器的承載能力。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 2）彈性柱銷聯(lián)軸器 所示，彈性柱銷聯(lián)軸所示，彈性柱銷聯(lián)軸 器利用將若干非金屬材料器利用將若干非金屬材料 制成的柱銷置于兩個(gè)半聯(lián)制成的柱銷置于兩個(gè)半聯(lián) 軸器凸緣的孔中，以實(shí)現(xiàn)軸器凸緣的孔中，以實(shí)現(xiàn) 兩根軸的連接。兩根軸的連接。柱銷通常 用尼龍制成，而尼龍具有 一定的 彈性。彈

16、性柱銷聯(lián) 軸器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換柱 銷方便。為了防止柱銷脫 出，在柱銷兩端配置擋圈。 裝配時(shí)應(yīng)注意留出間隙c。 圖15-10 彈性柱銷聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷聯(lián)軸器很相似，都 是動(dòng)力從主動(dòng)軸通過彈性件傳遞到從動(dòng)軸，但傳 遞轉(zhuǎn)矩的能力更大，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。 它安裝、制造方便，耐久性好，彈性柱銷有 一定的緩沖和吸振能力，允許被連接的兩根軸有 一定的軸向位移及少量的徑向位移和角位移，適 用于軸向竄動(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和啟動(dòng)頻繁 的場(chǎng)合。 由于尼龍柱銷對(duì)溫度較敏感，故使用溫度限 制在-2070的范圍內(nèi)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器

17、章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 3）金屬膜片聯(lián)軸器 金屬膜片聯(lián)軸器的典 型結(jié)構(gòu)如圖15-11所示，其 彈性元件是由一定數(shù)量的 很薄的多邊環(huán)形（或圓環(huán) 形）金屬膜片疊合而成的 膜片組，膜片上有沿圓周 均勻分布的若干個(gè)螺栓孔， 使用鉸制孔用螺栓交錯(cuò)間 隔地把兩邊的半聯(lián)軸器連 接起來。 圖15-11 膜片聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，拆裝方 便，工作可靠，平衡校正容易，而且沒有相對(duì) 滑動(dòng)，故不需要潤(rùn)滑也無噪聲，維護(hù)方便；但 膜片的扭轉(zhuǎn)彈性小，緩沖、吸振能力差，因此 其適用于載荷比較平穩(wěn)的高速傳動(dòng)和工作環(huán)

18、境 惡劣的場(chǎng)合。 有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器除上述金屬膜 片聯(lián)軸器外，還有多種形式，如定剛度的圓柱 彈簧聯(lián)軸器、變剛度的蛇形彈簧聯(lián)軸器及徑向 彈簧片聯(lián)軸器等。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 三、安全聯(lián)軸器三、安全聯(lián)軸器 安全聯(lián)軸器的作用安全聯(lián)軸器的作用是，當(dāng)其傳遞的轉(zhuǎn)矩 超過機(jī)器允許的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，其連接件被剪 斷而使傳動(dòng)中斷，以保護(hù)機(jī)器中的重要零件 不被損壞。 軟啟動(dòng)型 硬啟動(dòng)型 如鋼球與鋼砂離心式軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器 如剪切銷、彈性塊和液壓安全聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 剪切銷安全聯(lián)軸器有單剪的（圖15

19、-12(a)） 和雙剪的（圖15-12(b)）兩種 圖15-12 剪切銷安全聯(lián)軸器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 現(xiàn)以單剪的為例加以說明。單剪的剪切銷 安全聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類似凸緣聯(lián)軸器，用鋼制銷 釘連接。 銷釘裝在經(jīng)過淬火的兩段鋼制套管中，過 載時(shí)即被剪斷。 這類聯(lián)軸器由于銷釘材料機(jī)械性能的不穩(wěn) 定和制造尺寸誤差等原因，使工作精度不高， 而且銷釘剪斷后，不能自動(dòng)恢復(fù)工作能力，必 須停車更換銷釘。但由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以在 很少過載的機(jī)器中常采用。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 15.2聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇 常用

20、的聯(lián)軸器大多已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化。設(shè)計(jì) 時(shí)，一般只需要正確選擇聯(lián)軸器的類型，確定聯(lián) 軸器的型號(hào)及尺寸。 聯(lián)軸器的選擇原則聯(lián)軸器的選擇原則 具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn) （1）聯(lián)軸器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)，對(duì)緩沖、減振等功能的 要求。 （2）聯(lián)軸器兩根軸軸線的相對(duì)位移的大小。 （3）聯(lián)軸器工作轉(zhuǎn)速的高低和引起的離心力的大小。 （4）聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器尺寸的確定聯(lián)軸器尺寸的確定 由于機(jī)器啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中 可能出現(xiàn)過載等現(xiàn)象，故應(yīng)取軸上的最大轉(zhuǎn) 矩作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca，Tca 可按下式計(jì)算： Tca =

21、KAT T為聯(lián)軸器所需傳遞的名義轉(zhuǎn)矩（Nm）； Tca為聯(lián)軸器所需傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm）； KA為工作情況系數(shù)，其值見附表15-4（此系數(shù)也適用于離合器的 選擇）。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 通過計(jì)算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及所選的聯(lián)軸器類型， 根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)選取聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸： Tca T n nmax T為所選聯(lián)軸器型號(hào)的許用轉(zhuǎn)矩（Nm）； n為被連接軸的轉(zhuǎn)速（r/min）； nmax為所選聯(lián)軸器型號(hào)允許的最高轉(zhuǎn)速（r/min）。 在多數(shù)情況下，每個(gè)型號(hào)的聯(lián)軸器所適用的軸徑均有一個(gè) 范圍。標(biāo)準(zhǔn)中已給出軸徑的最大值與最小值，或者給出適用直 徑的尺寸系

22、列，被連接的兩根軸的直徑都應(yīng)在此范圍之內(nèi)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 【工程實(shí)例15-1】電動(dòng)機(jī)與減速箱之間的聯(lián)軸器設(shè)計(jì)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器拖動(dòng)水泥攪拌機(jī)工作。 已知電動(dòng)機(jī)的功率P = 11 kW，轉(zhuǎn)速n = 970 r/min，電動(dòng)機(jī)軸的直徑和減速器輸入軸的直 徑均為42 mm，試選擇電動(dòng)機(jī)與減速器之間 的聯(lián)軸器。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 解： （1）選擇類型。 為了緩和沖擊和減小振動(dòng)，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。 （2）求計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 11 95509550108 N m 970 P T n 查附表15-

23、4得，工作機(jī)為水泥攪拌機(jī)時(shí)的工作情況系數(shù) KA = 1.9，故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 （3）確定型號(hào)。 Tca = KAT = 1.9 108 = 205 Nm 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 附表15-4 工作情況系數(shù)KA 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 在附表15-3中選取彈性套柱銷聯(lián)軸器LT6。 它的公稱轉(zhuǎn)矩（即許用轉(zhuǎn)矩）為250 Nm，當(dāng) 半聯(lián)軸器材料為鋼時(shí)，許用轉(zhuǎn)速為3800 r/min， 允許的軸孔直徑在3242 mm之間。以上數(shù)據(jù) 均能滿足本題的要求，故適用。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離

24、合器聯(lián)軸器與離合器 附表15-3 彈性套柱銷聯(lián)軸器（摘自GB/T 43232002） 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 15.3離合器的類型和應(yīng)用離合器的類型和應(yīng)用 離合器主要也是用做軸與軸之間的連接。離合器主要也是用做軸與軸之間的連接。 與聯(lián)軸器不同的是，用離合器連接的兩根軸，與聯(lián)軸器不同的是，用離合器連接的兩根軸， 在機(jī)器工作中能方便地使它們分離或接合。在機(jī)器工作中能方便地使它們分離或接合。 對(duì)離合器的基本要求

25、有：接合平穩(wěn)，分離 迅速而徹底；調(diào)節(jié)和修理方便；外廓尺寸??； 質(zhì)量??；耐磨性好，有足夠的散熱能力；操縱 方便、省力。離合器的類型很多，如表15-2所 示，常用的可分為牙嵌式與摩擦式兩大類。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 表15-2 離合器的分類 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 一、牙嵌離合器一、牙嵌離合器 牙嵌離合器的零件數(shù)量少，主要由兩個(gè)端面 有牙的半離合器組成，如圖15-13所示。 1主動(dòng)軸；2，3半離合器；4從動(dòng)軸；5操縱機(jī)構(gòu)；6對(duì)中環(huán) 圖15-13 牙嵌離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)

26、軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 其中，半離合器2固定在主動(dòng)軸1上，半離 合器3用導(dǎo)鍵（或花鍵）與從動(dòng)軸4連接。通過 操縱機(jī)構(gòu)5可使半離合器3沿導(dǎo)鍵作軸向移動(dòng)， 以實(shí)現(xiàn)離合器的分離與接合。 兩軸靠?jī)蓚€(gè)半離合器端面上的牙嵌接合來 連接，以傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。為了使兩軸對(duì)中， 在半離合器2上固定有對(duì)中環(huán)6，從動(dòng)軸可以在 對(duì)中環(huán)內(nèi)自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 牙嵌離合器常用的牙型有三角形、矩形、 梯形和鋸齒形，如圖15-14所示。 圖15-14 牙嵌離合器的牙型 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 三角形接合和分離容易

27、，但齒的強(qiáng)度較弱， 多用于傳遞小轉(zhuǎn)矩，接合后不能自鎖。 梯形和鋸齒形強(qiáng)度較高，接合和分離也較 容易，多用于傳遞大轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，但鋸齒形只 能單向工作，反轉(zhuǎn)時(shí)工作面將受到較大的軸向 分力，迫使離合器自行分離。 矩形制造容易，但必須在與槽對(duì)準(zhǔn)后方能 接合，因而接合困難；而且接合以后，與接觸 的工作面間無軸向分力作用，所以分離也較困 難，故應(yīng)用較少。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外廓尺寸小，接合 后兩個(gè)半離合器之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，但只能在 兩根軸的轉(zhuǎn)速差很小或相對(duì)靜止的情況下才能 接合，否則牙的相互嵌合會(huì)發(fā)生很大沖擊，影 響牙的壽命，甚至?xí)?/p>

28、使牙折斷。 牙嵌離合器可以借助電磁線圈的吸力來操 縱，稱為電磁牙嵌離合器。電磁牙嵌離合器通 常采用嵌入方便的三角形細(xì)牙。由于該離合器 依據(jù)信息而動(dòng)作，所以便于遙控和程序控制。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 二、圓盤摩擦離合器二、圓盤摩擦離合器 圓盤摩擦離合器是 利用主、從動(dòng)摩擦盤間產(chǎn) 生的摩擦力矩來傳遞轉(zhuǎn)矩 的，其結(jié)構(gòu)上有單盤式單盤式和 多盤式多盤式兩種。根據(jù)摩擦副 的潤(rùn)滑狀態(tài)不同，又可分 為干式干式與濕式濕式兩種。 1主動(dòng)軸；2從動(dòng)軸；3，4摩擦盤；5操縱環(huán) 圖15-15 單盤摩擦離合器 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器

29、與離合器 在主動(dòng)軸1和從動(dòng)軸2上，分別安裝摩擦盤3 和4，操縱環(huán)5可以使摩擦盤4沿從動(dòng)軸移動(dòng)。接 合時(shí)以力F將盤4壓在盤3上，主動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩即 由兩盤接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩傳到從動(dòng)軸上。 能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為 Tmax = FfRm 設(shè)摩擦力的合力作用在平均半徑的圓周上。 取環(huán)形接合面的外徑為D1，內(nèi)徑為D2，則 12 m 4 DD R 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 這種單盤摩擦離合器為常開式，接合平 穩(wěn)、柔順，散熱性好，但傳遞的轉(zhuǎn)矩較小， 可用于傳遞轉(zhuǎn)矩范圍為153000 Nm的場(chǎng)合。 當(dāng)需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用多盤摩擦離 合器。 第第15章聯(lián)軸器與

30、離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 圖15-16所示的是多盤摩擦離合器，它有兩組摩擦 盤，其中外摩擦盤4利用外圓上的花鍵與外鼓輪2相連 （外鼓輪2與輸入軸1相固連），內(nèi)摩擦盤5利用內(nèi)圓上 的花鍵與內(nèi)套筒9相連（內(nèi)套筒9與輸出軸10相連）。 1輸入軸；2外鼓輪； 3壓板；4外摩擦盤； 5內(nèi)摩擦盤；6螺母； 7曲臂壓桿；8滑環(huán)； 9內(nèi)套筒；10輸出軸 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 當(dāng)滑環(huán)8做軸向移動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)曲臂壓桿7，使壓板3壓緊 或松開內(nèi)、外摩擦盤組，從而使離合器接合或分離。螺母6是 用來調(diào)節(jié)內(nèi)、外摩擦盤組間隙大小的。外摩擦盤和內(nèi)摩擦

31、盤 的結(jié)構(gòu)形狀如圖15-17所示。若將內(nèi)摩擦盤改為圖15-17(c)中的 碟形，使其具有一定的彈性，則離合器分離時(shí)摩擦盤能自行 彈開，接合時(shí)也較平穩(wěn)。 圖15-17 內(nèi)、外摩擦盤的結(jié)構(gòu)形狀 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 多片式摩擦離合器能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為 Tmax = FfRmz KAT z為接合摩擦面數(shù)（在圖15-16中，z = 6）， 其他符號(hào)的含義同前 摩擦盤工作表面的內(nèi)、外直徑之比，是摩擦離 合器的一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 增加摩擦盤數(shù)目，可以提高離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的增加摩擦盤數(shù)目，可以提高離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的 能力，但摩擦盤過多會(huì)影響分離動(dòng)作的靈活性，故

32、能力，但摩擦盤過多會(huì)影響分離動(dòng)作的靈活性，故 一般不超過一般不超過1015對(duì)。對(duì)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 摩擦離合器的工作過程一般可分為接合接合、 工作工作和分離分離三個(gè)階段。在接合和分離過程中，在接合和分離過程中， 從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速總低于主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，因此兩從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速總低于主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，因此兩 個(gè)摩擦盤工作面間必將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)個(gè)摩擦盤工作面間必將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從而 會(huì)消耗一部分能量，并引起摩擦盤的磨損和 發(fā)熱。為了限制磨損和發(fā)熱，應(yīng)使接合面上 的壓強(qiáng)不超過許用壓強(qiáng)p，即 22 12 4 F pp DD - 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合

33、器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 許用壓強(qiáng)p為基本許用壓強(qiáng)p0與系數(shù)k1、 k2、k3的乘積，即 p = p0 k1k2k3 k1、k2、k3分別為因離合器的平均圓周速 度、主動(dòng)摩擦片數(shù)及每小時(shí)的接合次數(shù)不同而 引入的修正系數(shù)。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 圓盤摩擦離合器利用摩擦盤作為接合元件，結(jié)構(gòu) 形式多，傳遞轉(zhuǎn)矩大，安裝調(diào)整方便，摩擦材料種類 多，能保證在不同工況下，具有良好的工作性能。 兩根軸可在任意大小轉(zhuǎn)速差的工況下接合和分離 （特別是能在高速下進(jìn)行平穩(wěn)離合），并可通過改變 摩擦盤間的壓力來調(diào)節(jié)從動(dòng)軸的加速時(shí)間，減小接合 的沖擊振動(dòng)。 過載時(shí)

34、摩擦面間將打滑，具有安全保護(hù)作用。但 在接合過程中會(huì)摩擦發(fā)熱，同時(shí)還要調(diào)整摩擦面的間 隙。 圓盤摩擦離合器廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)床、建 筑、輕工和紡織等機(jī)械中。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 15.4離合器的類型和應(yīng)用離合器的類型和應(yīng)用 大多數(shù)離合器已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，設(shè)計(jì) 時(shí)，只需參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)其進(jìn)行類比設(shè) 計(jì)或選擇即可。選擇離合器時(shí)，有以下幾點(diǎn) 要求。 （1）根據(jù)機(jī)器的工作特點(diǎn)和使用條件，結(jié)合各種離合器的性能 特點(diǎn)，確定離合器的類型。 （2）類型確定后，可根據(jù)被連接的兩根軸的直徑、計(jì)算轉(zhuǎn)矩和 轉(zhuǎn)速，從相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)中查出適當(dāng)?shù)男吞?hào)。 （3）必要時(shí)，

35、需要對(duì)其薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行承載能力校核。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 【工程實(shí)例15-2】摩擦離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)一個(gè)普通車床主軸箱中用機(jī)械操縱的 濕式多盤摩擦離合器。 已知電動(dòng)機(jī)額定功率P1 = 6 kW，額定轉(zhuǎn)速 n1 = 970 r/min，電動(dòng)機(jī)通過V帶減速傳動(dòng)到摩擦 離合器主動(dòng)軸，其軸徑d = 40 mm，減速比i = 1.43，每小時(shí)接合120次。 第第15章聯(lián)軸器與離合器章聯(lián)軸器與離合器 聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器 （1）計(jì)算主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。 取V帶傳動(dòng)效率h = 0.96，離合器主動(dòng)軸傳遞的功率為 P = P1h = 60.96 = 5.76 kW 離合器主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為 n = n1/i = 960/1.43 = 672 r/min 離