材料力學(xué)CH14

1、第十四章 聯(lián)軸器和離合器14-0 概述14-1 聯(lián)軸器的種類和特性14-2 聯(lián)軸器的選擇14-3 離合器14-4 安全聯(lián)軸器及安全離合器14-5 特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器概述1概 述聯(lián)軸器、離合器是機(jī)械裝置中常用的部件，它們主要用于軸與軸之間的聯(lián)接，以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩。 聯(lián)軸器用于將兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有在機(jī) 器停車時(shí)才可將兩軸分離； 離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時(shí)接合或分離。可用來(lái)操縱 機(jī)器傳動(dòng)的接通和斷開，以便進(jìn)行變速、換向或停止； 安全聯(lián)軸器與離合器機(jī)器工作時(shí)，若轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定值，即可自行斷開 或打滑，以保證機(jī)器中的主要零件不因過載而損壞； 特殊功用的聯(lián)

2、軸器與離合器用于某些特殊要求，如：在一定的轉(zhuǎn)動(dòng) 方向或達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，聯(lián)軸器或離合器即可自動(dòng)接合或分離等；聯(lián)軸器、離合器種類繁多，在選用標(biāo)準(zhǔn)件或自行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：傳遞轉(zhuǎn)矩大小、轉(zhuǎn)速高低、扭轉(zhuǎn)剛度變化、體積大小、緩沖吸振能力等因素。14-0聯(lián)軸器的種類和特性1聯(lián)軸器的種類和特性聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。xyxy軸向位移x徑向位移y角位移綜合位移x、y、一、聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸的相對(duì)位移 14-12、徑向位移xyxy軸向位移x徑向位移y角位移綜合位移x、y、1、軸向位移xyxy軸向位移x徑向位移y角位移綜

3、合位移x、y、3、角位移xyxy軸向位移x徑向位移y角位移綜合位移x、y、4、綜合位移設(shè)計(jì)或選擇聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上或材料選擇上采取適當(dāng)措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能，滿足傳動(dòng)的要求。對(duì)被聯(lián)接兩軸間的相對(duì)位移無(wú)補(bǔ)償能力。聯(lián)軸器的種類和特性2二、聯(lián)軸器的分類聯(lián)軸器的種類和特性14-1 根據(jù)聯(lián)軸器對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力，分為：剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。 撓性聯(lián)軸器對(duì)被聯(lián)接兩軸間的相對(duì)位移有一定的補(bǔ)償能力。 剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器又可分為： 無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器對(duì)被聯(lián)接兩軸間的各種相對(duì)位移無(wú)補(bǔ)償能力，故對(duì)兩軸對(duì)中性的要求高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移時(shí)，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)引

4、起附加載荷。這類聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。聯(lián)軸器的種類和特性2 剛性聯(lián)軸器1、套筒聯(lián)軸器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性要求高。應(yīng)用：用于對(duì)中性好，轉(zhuǎn)速不高，功率不大的場(chǎng)合。聯(lián)軸器的種類和特性14-1聯(lián)軸器的種類和特性2 剛性聯(lián)軸器2、凸緣聯(lián)軸器聯(lián)軸器的種類和特性14-1聯(lián)軸器的種類和特性2 剛性聯(lián)軸器3、夾殼聯(lián)軸器聯(lián)軸器的種類和特性14-1聯(lián)軸器的種類和特性2 撓性聯(lián)軸器對(duì)被聯(lián)接兩軸間的相對(duì)位移有一定的補(bǔ)償能力。 聯(lián)軸器具有撓性，可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。但因無(wú)彈性元件，故不能緩沖減振。 因聯(lián)軸器中裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲(chǔ)蓄的能量越多，則聯(lián)軸器的減振能

5、力越強(qiáng)。這類聯(lián)軸器的品種多，應(yīng)用廣泛。 無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器 有彈性元件撓性聯(lián)軸器：聯(lián)軸器的種類和特性14-1無(wú)彈性件撓性聯(lián)軸器無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器有彈性件撓性聯(lián)軸器有彈性元件撓性聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器星形彈性聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器星形彈性聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器生產(chǎn)實(shí)際中使用的梅花形彈性聯(lián)軸器其它金屬

6、彈性元件聯(lián)軸器選擇1聯(lián)軸器的選擇大多數(shù)聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，設(shè)計(jì)者的任務(wù)一般情況下是選用聯(lián)軸器，選用的基本步驟為：選擇聯(lián)軸器的類型計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行必要的承載能力校核規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度協(xié)調(diào)軸孔直徑校核最大轉(zhuǎn)速確定聯(lián)軸器的型號(hào)14-2選擇2聯(lián)軸器的選擇選擇聯(lián)軸器的類型應(yīng)全面了解工作載荷的大小和性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、工作環(huán)境、成本等，結(jié)合常用聯(lián)軸器的性能、應(yīng)用范圍及使用場(chǎng)合選擇聯(lián)軸器的類型。低速、剛性大的短軸可選用剛性聯(lián)軸器；低速、剛性小的長(zhǎng)軸可選用無(wú)彈元件撓性聯(lián)軸器；傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械選用齒式聯(lián)軸器；對(duì)于高速、有振動(dòng)和沖擊的機(jī)械，選用彈性元件撓性聯(lián)軸器；軸線位置有較大變動(dòng)的兩軸，應(yīng)選

7、用萬(wàn)向聯(lián)軸器；有安全保護(hù)要求的軸，選用安全聯(lián)軸器。 14-2一般情況和場(chǎng)合常用： 凸緣聯(lián)軸器 滑塊聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器選擇3聯(lián)軸器的選擇確定聯(lián)軸器的型號(hào)按計(jì)算扭矩 T TcacaTT 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，由聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)確定聯(lián)軸器型號(hào)。校核最大轉(zhuǎn)速被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速n，不應(yīng)超過聯(lián)軸器許用的最高轉(zhuǎn)速nmax，即：nnmax 14-2計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TKTAca KA為工作情況系數(shù)（P531，表14-1）。 T為聯(lián)軸器所傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩(名義轉(zhuǎn)矩），即根據(jù)載荷（或傳遞的功率）計(jì)算的轉(zhuǎn)矩。選擇3規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度進(jìn)行必要的校核聯(lián)軸器的選擇協(xié)調(diào)軸孔直徑被聯(lián)接兩軸的直徑和形狀（圓柱或圓

8、錐）可以不同，但必須使直徑在所選聯(lián)軸器型號(hào)規(guī)定的范圍內(nèi)，形狀也應(yīng)滿足相應(yīng)要求。 聯(lián)軸器允許軸的相對(duì)位移偏差是有一定范圍的，因此，必須保證軸及相應(yīng)部件的安裝精度。 聯(lián)軸器除了要滿足轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的要求外，必要時(shí)還應(yīng)對(duì)聯(lián)軸器中的零件進(jìn)行承載能力校核，如對(duì)非金屬元件的許用溫度校核等。 14-2離合器1 作用：離合器用來(lái)聯(lián)接兩根軸，使兩軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中可以使主動(dòng)和從動(dòng)部分方便地分離或接合。離合器 對(duì)離合器的基本要求14-3 分離、接合迅速，平穩(wěn)無(wú)沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好； 操縱方便省力，

9、制造容易，調(diào)整維修方便。離合器的種類很多，按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類；一、牙嵌離臺(tái)器二、圓盤摩擦離合器 1、單圓盤摩擦離合器2、多圓盤摩擦離合器3、電磁摩擦離合器一、牙嵌離臺(tái)器1、組成與工作原理一、牙嵌離臺(tái)器2、強(qiáng)度驗(yàn)算一、牙嵌離臺(tái)器2、各種牙形結(jié)構(gòu)二、圓盤摩擦離合器 1、單圓盤摩擦離合器2、多圓盤摩擦離合器二、圓盤摩擦離合器 3、電磁摩擦離合器二、圓盤摩擦離合器 安全聯(lián)軸器離合器1安全聯(lián)軸器及安全離合器作用：當(dāng)工作轉(zhuǎn)矩超過機(jī)器允許的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，聯(lián)接件將發(fā)生折斷、脫開或打滑，從而使從動(dòng)軸自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以保護(hù)機(jī)器中的重要零件不致?lián)p壞。一、剪切銷安全聯(lián)軸器區(qū)分：安全聯(lián)軸器斷開聯(lián)接后不能自

10、動(dòng)恢復(fù)工作能力，用于很少過載處； 安全離合器斷開聯(lián)接后能夠自動(dòng)恢復(fù)工作能力，用于經(jīng)常過載處；雙剪式銷釘裝在經(jīng)過淬火的鋼套內(nèi)，過載時(shí)即被剪斷。單剪式 14-4安全聯(lián)軸器離合器2轉(zhuǎn)動(dòng)方向二、滾珠安全離合器安全聯(lián)軸器及安全離合器 主動(dòng)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩通過滾珠、從動(dòng)盤、外套筒而傳給從動(dòng)軸。當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過許用值時(shí)，彈簧被軸向分力壓縮，使從動(dòng)盤向右移動(dòng)，原來(lái)交錯(cuò)壓緊的滾珠間發(fā)生相互滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞中斷，從動(dòng)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)載荷恢復(fù)正常時(shí)，又可重新傳遞轉(zhuǎn)矩。通過調(diào)節(jié)螺母可調(diào)整彈簧壓力的大小，達(dá)到調(diào)整傳遞扭矩的大小目的。 從動(dòng)盤 外套筒 彈簧 調(diào)節(jié)螺母主動(dòng)齒輪14-4特殊114-5 特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器一、定向離合器 特殊2二、離心離合器圖示為離心離合器的工作原理圖，在兩個(gè)拉伸彈簧的彈力作用下，主動(dòng)部分的一對(duì)閘塊與從動(dòng)部分的鼓輪脫開；當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，離心力增加到能克服彈簧拉力時(shí)，便使閘塊繞其支點(diǎn)向外擺動(dòng)與從動(dòng)鼓輪壓緊，離合器即進(jìn)入接合狀態(tài)。當(dāng)接合面上產(chǎn)生的摩擦力矩足夠大時(shí)，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸即一起轉(zhuǎn)動(dòng) 動(dòng)畫14-5 特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器特殊3三、電磁粉末離合器如圖所示為電磁粉末離合器的原理圖。金屬外筒為從動(dòng)件，嵌有環(huán)形勵(lì)磁線圈的電磁鐵與主動(dòng)軸聯(lián)接，金屬外筒與電磁鐵間留有少量間隙，內(nèi)裝適量的鐵和石墨粉末。當(dāng)勵(lì)磁線圈中無(wú)電流時(shí)，散砂