第8章 軸 聯(lián)軸器與離合器

1、第8章 軸、聯(lián)軸器和離合器1 軸2 聯(lián)軸器的種類和特性3 3 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇4 離合器5 安全聯(lián)軸器及安全離合器w鄭州理工職業(yè)學(xué)院 1 軸一、軸的用途與分類 1、功用：1）支承回轉(zhuǎn)零件（齒輪、帶輪）； 2）傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 2、分類： 按承載情況分： 轉(zhuǎn)軸既承受扭矩（轉(zhuǎn)矩）又承受彎矩，是最常用的 一種軸 心軸只受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩；起支承作用 傳動(dòng)軸主要受扭矩（轉(zhuǎn)矩），不承受彎矩或承受很小彎矩，僅起傳遞動(dòng)力的作用 w鄭州理工職業(yè)學(xué)院按軸線形狀分： 直軸階梯軸 光軸曲軸： 空心軸和鋼絲軟軸 w鄭州理工職業(yè)學(xué)院二、軸的材料及其選擇 碳素鋼常用45#，正火調(diào)質(zhì)合金鋼對(duì)應(yīng)力集中較敏感。 注意：采

2、用合金鋼并不能提高軸的剛度。 軸的熱處理和表面強(qiáng)化可提高軸的疲勞強(qiáng)度。 常見幾種軸的材料及其力學(xué)性能見P176表8-2 三、軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作能力計(jì)算 球墨鑄鐵價(jià)廉、強(qiáng)度高、耐磨、吸振、應(yīng)力集中敏感低。 可靠性差w鄭州理工職業(yè)學(xué)院要求： 軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置 軸上零件裝拆、調(diào)整方便 軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等 盡量避免應(yīng)力集中 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸包括：各軸段長(zhǎng)度、直徑及其他細(xì)小尺寸的設(shè)計(jì)w鄭州理工職業(yè)學(xué)院概述概述1 1聯(lián)軸器和離合器概述聯(lián)軸器和離合器：聯(lián)軸器和離合器：聯(lián)接軸與軸聯(lián)接軸與軸 傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩w

3、聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不分離，停車時(shí)才分離聯(lián)接兩軸，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不分離，停車時(shí)才分離w 離合器離合器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)接合或分離運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)接合或分離w 操縱傳動(dòng)的斷續(xù)，進(jìn)行變速或換向操縱傳動(dòng)的斷續(xù)，進(jìn)行變速或換向w 安全聯(lián)軸器與離合器安全聯(lián)軸器與離合器過載時(shí)斷開或打滑，過載時(shí)斷開或打滑，w 保證不因過載而損壞保證不因過載而損壞w 特殊功用的聯(lián)軸器與離合器特殊功用的聯(lián)軸器與離合器某些特殊要求某些特殊要求w 達(dá)一定轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)接合或分離達(dá)一定轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)接合或分離w鄭州理工職業(yè)學(xué)院聯(lián)軸器的種類和特性12 聯(lián)軸器的種類和特性制造安裝誤差制造安裝誤差 受載和溫度引起的變形：軸線不在同一直線上受載和溫度

4、引起的變形：軸線不在同一直線上結(jié)構(gòu)上采取措施，使之能適應(yīng)相對(duì)位移結(jié)構(gòu)上采取措施，使之能適應(yīng)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)位移一、聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸的相對(duì)位移 w鄭州理工職業(yè)學(xué)院無補(bǔ)償相對(duì)位移無補(bǔ)償相對(duì)位移能力，對(duì)中性要求高能力，對(duì)中性要求高相對(duì)位移引起附加載荷相對(duì)位移引起附加載荷二、聯(lián)軸器的分類二、聯(lián)軸器的分類w 剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器w 無彈性元件無彈性元件撓性聯(lián)軸器：撓性聯(lián)軸器：w 可補(bǔ)償相對(duì)位移，可補(bǔ)償相對(duì)位移，不能緩沖減振不能緩沖減振w 有彈性元件有彈性元件撓性聯(lián)軸器：撓性聯(lián)軸器：w 可補(bǔ)償相對(duì)位移，可補(bǔ)償相對(duì)位移，緩沖減振緩沖減振w 撓性

5、聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器有補(bǔ)償相對(duì)位移有補(bǔ)償相對(duì)位移能力能力w鄭州理工職業(yè)學(xué)院剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器s：常用套筒聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器a-夾殼聯(lián)軸器sw鄭州理工職業(yè)學(xué)院無彈性件撓性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器a-十字滑塊s滑塊聯(lián)軸器s萬向聯(lián)軸器a齒式聯(lián)軸器a-齒式聯(lián)軸器s滾子鏈聯(lián)軸器s w鄭州理工職業(yè)學(xué)院有彈性件撓性聯(lián)軸器有彈性元件撓性聯(lián)軸器彈性套a-柱銷聯(lián)軸器s彈性a-柱銷聯(lián)軸器s梅花形彈性聯(lián)軸器s輪胎聯(lián)軸器a-輪胎聯(lián)軸器s膜片聯(lián)軸器s星形彈性聯(lián)軸器s w鄭州理工職業(yè)學(xué)院選擇13 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器：標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化機(jī)械設(shè)計(jì)的任務(wù)：選用聯(lián)軸器選擇聯(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

6、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)矩確定聯(lián)軸器的型號(hào) w鄭州理工職業(yè)學(xué)院選擇2選擇聯(lián)軸器的類型選擇聯(lián)軸器的類型依據(jù)：依據(jù)：工作載荷的大小和性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、安裝精度工作載荷的大小和性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、安裝精度w 低速、剛性大的短軸：剛性聯(lián)軸器；低速、剛性大的短軸：剛性聯(lián)軸器；w 低速、剛性小的長(zhǎng)軸：無彈性元件撓性聯(lián)軸器；低速、剛性小的長(zhǎng)軸：無彈性元件撓性聯(lián)軸器；w 傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械：齒式聯(lián)軸器；傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械：齒式聯(lián)軸器；w 高速、有振動(dòng)和沖擊：彈性元件撓性聯(lián)軸器；高速、有振動(dòng)和沖擊：彈性元件撓性聯(lián)軸器；w 軸線位置有較大變動(dòng)：萬向聯(lián)軸器；軸線位置有較大變動(dòng)：萬向

7、聯(lián)軸器；w 有安全保護(hù)要求：安全聯(lián)軸器。有安全保護(hù)要求：安全聯(lián)軸器。 w鄭州理工職業(yè)學(xué)院計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TKTAcaKA：工作情況系數(shù)T：聯(lián)軸器所傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩確定聯(lián)軸器的型號(hào)確定聯(lián)軸器的型號(hào)Tca T T：聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩校核最大轉(zhuǎn)速校核最大轉(zhuǎn)速nnmaxw鄭州理工職業(yè)學(xué)院選擇3規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度進(jìn)行必要的校核進(jìn)行必要的校核協(xié)調(diào)軸孔直徑協(xié)調(diào)軸孔直徑兩軸的直徑和形狀在所選聯(lián)軸器型號(hào)規(guī)定的范圍內(nèi)聯(lián)軸器型號(hào)規(guī)定的范圍內(nèi)要求：軸的相對(duì)位移偏差在一定范圍內(nèi)相對(duì)位移偏差在一定范圍內(nèi)，保證軸及相應(yīng)部件的安裝精度聯(lián)軸器中零件的承載能力校核承載能力校核 w鄭州

8、理工職業(yè)學(xué)院例：聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算（選用）例：聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算（選用）已知：電動(dòng)機(jī)輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器輸出給減速設(shè)備，電動(dòng)機(jī)功率已知：電動(dòng)機(jī)輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器輸出給減速設(shè)備，電動(dòng)機(jī)功率P=10KwP=10Kw，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=960r/minn=960r/min，電動(dòng)機(jī)軸伸端直徑，電動(dòng)機(jī)軸伸端直徑d=42mmd=42mm，試，試選擇聯(lián)軸器。選擇聯(lián)軸器。解：解：1 1、為緩沖吸振，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器、為緩沖吸振，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器2 2、載荷計(jì)算、載荷計(jì)算6633caA109.55 109.55 1099.5 10mm9602.3 99.5 10228.8mPTNnTK TN3 3、選用、選用由表格查得彈

9、性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為由表格查得彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為250250，許用，許用轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為3800r/min3800r/min，軸徑為，軸徑為323242mm42mm之間，符號(hào)要求。之間，符號(hào)要求。w鄭州理工職業(yè)學(xué)院一、分類一、分類作用：聯(lián)接兩根軸，傳遞轉(zhuǎn)矩，主、從動(dòng)部分可分離可接合可分離可接合4 離合器w 工作原理：嵌入式、摩擦式工作原理：嵌入式、摩擦式w 離合控制方法：操縱式和自動(dòng)式離合控制方法：操縱式和自動(dòng)式w 操縱方式：機(jī)械、電磁、液壓和氣壓操縱方式：機(jī)械、電磁、液壓和氣壓w 可可自動(dòng)離合自動(dòng)離合：超越離合器超越離合器、離心離合器和安全離合器、離心離合器和安全離合器二、基本要

10、求二、基本要求w 分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠；分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠；w 慣性小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，尺寸小，工作安全，效率高；慣性小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，尺寸小，工作安全，效率高；w 接合元件耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好；接合元件耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好；w 操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。w鄭州理工職業(yè)學(xué)院離合器2三、離合器的選用嵌入式離合器嵌入式離合器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸較小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸較小，無相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 適用于低速接合、轉(zhuǎn)矩不大低速接合、轉(zhuǎn)矩不大的場(chǎng)合摩擦式離合器摩擦式離合器：

11、接合過程平穩(wěn)，沖擊振動(dòng)較小接合過程平穩(wěn)，沖擊振動(dòng)較小，過載保護(hù)； 尺寸大尺寸大，滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦，發(fā)熱量大，磨損較大電磁摩擦離合器電磁摩擦離合器：遠(yuǎn)距離操縱，動(dòng)作迅速，沒有不平衡的軸向力 廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床等機(jī)械牙嵌離合器單圓盤摩擦離合器多圓盤摩擦離合器二、簡(jiǎn)介電磁摩擦離合器 w鄭州理工職業(yè)學(xué)院爪輪爪輪1 1 套筒套筒2 2滾柱滾柱3 3 彈簧頂桿彈簧頂桿4 4單向轉(zhuǎn)動(dòng)：?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)動(dòng)： 內(nèi)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（套筒（套筒2 2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)） 滾柱楔緊于滾柱楔緊于1 1和和2 2間間 2 2同向回轉(zhuǎn)同向回轉(zhuǎn) 反之則反之則2 2不轉(zhuǎn)不轉(zhuǎn)超越離合：超越離合： 2 2相對(duì)于相對(duì)于1 1的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針 二者分離二者分離w鄭州理工職業(yè)學(xué)院安全聯(lián)軸器離合器15 安全聯(lián)軸器及安全離合器作用：過載時(shí)，聯(lián)接件折斷、脫開或打滑，從動(dòng)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)一、剪切銷安全聯(lián)軸器區(qū)分：安全聯(lián)軸器不自動(dòng)恢復(fù)，用于很少過載處； 安全離合器自動(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 w鄭州理工職業(yè)學(xué)院安全聯(lián)軸器離合器2轉(zhuǎn)動(dòng)方向二、滾珠安全離合器滾珠從動(dòng)盤外套筒從動(dòng)軸過載時(shí)，彈簧被壓縮，從動(dòng)盤右移，滾珠滑動(dòng)，主動(dòng)輪空轉(zhuǎn)，從動(dòng)軸停轉(zhuǎn)載荷正常時(shí)，