第13講 聯(lián)軸器及離合器

1、聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器聯(lián)軸器和離合器都是用來聯(lián)結(jié)兩軸使之聯(lián)軸器和離合器都是用來聯(lián)結(jié)兩軸使之一同轉(zhuǎn)動(dòng)的部件。前者在工作時(shí)不能斷開，一同轉(zhuǎn)動(dòng)的部件。前者在工作時(shí)不能斷開，后者可按要求接合或斷開。后者可按要求接合或斷開。 制動(dòng)器的主要功能：降低機(jī)械速度或使制動(dòng)器的主要功能：降低機(jī)械速度或使機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)。大多數(shù)聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器都已標(biāo)大多數(shù)聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器都已標(biāo)準(zhǔn)化，學(xué)習(xí)本章的目的是：準(zhǔn)化，學(xué)習(xí)本章的目的是：了解結(jié)構(gòu)、原理了解結(jié)構(gòu)、原理及性能特點(diǎn)，從而指導(dǎo)選用及性能特點(diǎn)，從而指導(dǎo)選用。1 1 概概 述述1.1.位移補(bǔ)償?shù)哪芰ξ灰蒲a(bǔ)償?shù)哪芰ρa(bǔ)償方式補(bǔ)償方式

2、1. 1. 靠元件的彈性變形補(bǔ)償；靠元件的彈性變形補(bǔ)償； 2. 2. 靠元件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?？吭g的相對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。一聯(lián)軸器的工作性能一聯(lián)軸器的工作性能 兩軸由于制造及安裝誤差，承載后的變形及溫兩軸由于制造及安裝誤差，承載后的變形及溫度變化的影響等，會(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，要求所用聯(lián)軸器能夠補(bǔ)償度變化的影響等，會(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，要求所用聯(lián)軸器能夠補(bǔ)償 1 1 概概 述述 緩沖意味著時(shí)間的延遲靠彈性；減震意味著能緩沖意味著時(shí)間的延遲靠彈性；減震意味著能量的損失，靠阻尼。量的損失，靠阻尼。2.2.緩沖減震的能力緩沖減震的能力一聯(lián)軸器的工作性能一聯(lián)軸器的工作性能 兩軸由于制造及安裝誤差，

3、承載后的變形及溫兩軸由于制造及安裝誤差，承載后的變形及溫度變化的影響等，會(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，要求所用聯(lián)軸器能夠補(bǔ)償度變化的影響等，會(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，要求所用聯(lián)軸器能夠補(bǔ)償 二聯(lián)軸器分類二聯(lián)軸器分類固定式（剛性凸緣、套筒、夾殼）固定式（剛性凸緣、套筒、夾殼）剛性可移剛性可移 齒輪、十字滑塊（爪式）、萬向等齒輪、十字滑塊（爪式）、萬向等彈彈性性可可移移能緩沖（蛇形簧、彈性桿等）能緩沖（蛇形簧、彈性桿等）可可移移式式金屬彈金屬彈性元件性元件能減震（軸向或徑向板簧等）能減震（軸向或徑向板簧等）1 1根據(jù)工況條件和使用性質(zhì)選擇類型。根據(jù)工況條件和使用性質(zhì)選擇類型。2 2根據(jù)軸徑、轉(zhuǎn)速、扭矩

4、確定具體型號(hào)。根據(jù)軸徑、轉(zhuǎn)速、扭矩確定具體型號(hào)。3 3視情況對(duì)關(guān)鍵元件作必要的校核計(jì)算。視情況對(duì)關(guān)鍵元件作必要的校核計(jì)算。三聯(lián)軸器、離合器的選用程序三聯(lián)軸器、離合器的選用程序非金屬彈性元件（能緩沖、減震）非金屬彈性元件（能緩沖、減震）包括：凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器包括：凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器的組成元件都是金屬，工作時(shí)各元這類聯(lián)軸器的組成元件都是金屬，工作時(shí)各元件之間不允許任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而既不能補(bǔ)償兩軸件之間不允許任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而既不能補(bǔ)償兩軸相對(duì)位置誤差，也不能緩沖減振。相對(duì)位置誤差，也不能緩沖減振。使用這類聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸必須嚴(yán)格對(duì)中且載使用這類聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸必

5、須嚴(yán)格對(duì)中且載荷平穩(wěn)。荷平穩(wěn)。2 2 常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、性能常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、性能 一一. . 固定式聯(lián)軸器固定式聯(lián)軸器左左圖是用普通螺栓聯(lián)接的，因螺栓桿與孔壁間有間隙，為了圖是用普通螺栓聯(lián)接的，因螺栓桿與孔壁間有間隙，為了保證兩軸的準(zhǔn)確對(duì)中，兩半聯(lián)軸器分別制有對(duì)中榫口。保證兩軸的準(zhǔn)確對(duì)中，兩半聯(lián)軸器分別制有對(duì)中榫口。右右圖圖是用受剪螺栓聯(lián)接的，受剪螺栓既用來傳遞轉(zhuǎn)矩，也用來實(shí)是用受剪螺栓聯(lián)接的，受剪螺栓既用來傳遞轉(zhuǎn)矩，也用來實(shí)現(xiàn)兩軸對(duì)中。由于前者借助摩擦力傳遞載荷，因此在傳遞載現(xiàn)兩軸對(duì)中。由于前者借助摩擦力傳遞載荷，因此在傳遞載荷相同的情況下，其結(jié)構(gòu)尺寸較后者大。荷相同的情況下，其結(jié)構(gòu)尺寸較

6、后者大。 制造凸緣聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確保持兩半聯(lián)軸器的凸緣端面制造凸緣聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確保持兩半聯(lián)軸器的凸緣端面與孔的軸線垂直（通常是將兩半聯(lián)軸器聯(lián)接起來以后再鏜孔與孔的軸線垂直（通常是將兩半聯(lián)軸器聯(lián)接起來以后再鏜孔，這樣可保證安裝時(shí)兩軸精確對(duì)中）。半聯(lián)軸器的材料通常，這樣可保證安裝時(shí)兩軸精確對(duì)中）。半聯(lián)軸器的材料通常為灰鑄鐵，當(dāng)載荷過大或圓周速度為灰鑄鐵，當(dāng)載荷過大或圓周速度 v 30m/s時(shí)，可采用鑄鋼時(shí)，可采用鑄鋼或鍛鋼?；蝈戜?。2 2 常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、性能常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、性能 一一. . 固定式聯(lián)軸器固定式聯(lián)軸器 由聯(lián)接兩根軸軸端的套由聯(lián)接兩根軸軸端的套筒和聯(lián)接套筒與軸的聯(lián)接零筒和聯(lián)接套

7、筒與軸的聯(lián)接零件（鍵、銷）組成。銷聯(lián)接件（鍵、銷）組成。銷聯(lián)接用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的場合。用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的場合。軸徑軸徑 d 80mm時(shí)，套筒用時(shí)，套筒用35或或45鋼制造；鋼制造；d 80mm時(shí)時(shí)也允許采用鑄鐵。也允許采用鑄鐵。 這種聯(lián)接的徑向尺寸較這種聯(lián)接的徑向尺寸較小，所以在機(jī)床中應(yīng)用很廣小，所以在機(jī)床中應(yīng)用很廣，它的顯著缺點(diǎn)是拆卸不方，它的顯著缺點(diǎn)是拆卸不方便。便。2 2 常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、性能常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、性能 一一. . 固定式聯(lián)軸器固定式聯(lián)軸器由縱向剖分的兩半筒由縱向剖分的兩半筒形夾殼和聯(lián)接螺栓組形夾殼和聯(lián)接螺栓組成。因裝卸時(shí)不用移成。因裝卸時(shí)不用移動(dòng)軸，故使用很方便動(dòng)軸，故使

8、用很方便。夾殼材料一般為鑄。夾殼材料一般為鑄鐵，少數(shù)情況下也用鐵，少數(shù)情況下也用鑄鋼。鑄鋼。 中小尺寸的夾殼聯(lián)軸器主要借助夾殼與軸之間的摩擦力來中小尺寸的夾殼聯(lián)軸器主要借助夾殼與軸之間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩，即使在聯(lián)軸器中安裝有鍵，計(jì)算承載能力時(shí)也不計(jì)傳遞轉(zhuǎn)矩，即使在聯(lián)軸器中安裝有鍵，計(jì)算承載能力時(shí)也不計(jì)入鍵的作用，計(jì)算方法與夾緊聯(lián)接相似。大尺寸的夾殼聯(lián)軸器入鍵的作用，計(jì)算方法與夾緊聯(lián)接相似。大尺寸的夾殼聯(lián)軸器主要由鍵傳遞轉(zhuǎn)矩。主要由鍵傳遞轉(zhuǎn)矩。為了改善平衡狀況，螺栓應(yīng)正、倒相間安裝。為了改善平衡狀況，螺栓應(yīng)正、倒相間安裝。夾殼聯(lián)軸器主要應(yīng)用于外緣速度夾殼聯(lián)軸器主要應(yīng)用于外緣速度 v 5m/s的低

9、速場合，在超的低速場合，在超過過5m/s的情況下使用時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行平衡檢驗(yàn)。的情況下使用時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行平衡檢驗(yàn)。二、剛性可移聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器的組成元件都是金屬，從結(jié)構(gòu)上保這類聯(lián)軸器的組成元件都是金屬，從結(jié)構(gòu)上保證工作時(shí)有些元件之間可產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到證工作時(shí)有些元件之間可產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到補(bǔ)償兩軸相對(duì)位置誤差的目的，但都不能緩沖減振補(bǔ)償兩軸相對(duì)位置誤差的目的，但都不能緩沖減振。使用這類聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸必須載荷平穩(wěn)，且應(yīng)。使用這類聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸必須載荷平穩(wěn)，且應(yīng)對(duì)聯(lián)軸器內(nèi)部加以潤滑。對(duì)聯(lián)軸器內(nèi)部加以潤滑。 這類聯(lián)軸器主要有：牙嵌式聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸這類聯(lián)軸器主要有

10、：牙嵌式聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、滾子鏈聯(lián)軸器等。器、滑塊聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、滾子鏈聯(lián)軸器等。二、剛性可移聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器 這是一種可補(bǔ)償軸向位移的聯(lián)軸器，兩個(gè)半聯(lián)軸器端面都有這是一種可補(bǔ)償軸向位移的聯(lián)軸器，兩個(gè)半聯(lián)軸器端面都有凸牙和凹槽。每個(gè)凸牙都嵌在對(duì)應(yīng)的半聯(lián)軸器中的凹槽中，當(dāng)兩凸牙和凹槽。每個(gè)凸牙都嵌在對(duì)應(yīng)的半聯(lián)軸器中的凹槽中，當(dāng)兩軸作軸向移動(dòng)時(shí)，凸牙可在凹槽內(nèi)滑動(dòng)，從而構(gòu)成一動(dòng)聯(lián)接。為軸作軸向移動(dòng)時(shí)，凸牙可在凹槽內(nèi)滑動(dòng)，從而構(gòu)成一動(dòng)聯(lián)接。為便于對(duì)中，在其中的一個(gè)半聯(lián)軸器中裝有對(duì)中環(huán)，并用螺釘固定便于對(duì)中，在其中的一個(gè)半聯(lián)軸器中裝有對(duì)中環(huán)，并用螺釘固定，另一端的

11、軸則伸入對(duì)中環(huán)內(nèi)。半聯(lián)軸器的材料通常采用中等強(qiáng)，另一端的軸則伸入對(duì)中環(huán)內(nèi)。半聯(lián)軸器的材料通常采用中等強(qiáng)度的鑄鐵，有時(shí)也用鑄鋼。度的鑄鐵，有時(shí)也用鑄鋼。牙嵌牙嵌式聯(lián)軸器式聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器 齒式聯(lián)軸器由兩個(gè)有內(nèi)齒式聯(lián)軸器由兩個(gè)有內(nèi)齒的外殼和兩個(gè)有外齒的套齒的外殼和兩個(gè)有外齒的套筒所組成。套筒與軸用鍵相筒所組成。套筒與軸用鍵相聯(lián)，兩個(gè)外殼用螺栓聯(lián)成一聯(lián)，兩個(gè)外殼用螺栓聯(lián)成一體，外殼與套筒之間設(shè)有密體，外殼與套筒之間設(shè)有密封圈。外殼內(nèi)貯有潤滑油，封圈。外殼內(nèi)貯有潤滑油，內(nèi)齒輪齒數(shù)與外齒輪齒數(shù)相內(nèi)齒輪齒數(shù)與外齒輪齒數(shù)相等。等。 輪齒常采用壓力角為輪齒常采用壓

12、力角為20的漸開線齒廓。工作時(shí)靠嚙的漸開線齒廓。工作時(shí)靠嚙合的輪齒傳遞轉(zhuǎn)矩。由于輪合的輪齒傳遞轉(zhuǎn)矩。由于輪齒間留有較大的間隙（更好齒間留有較大的間隙（更好的情況是將輪齒制成鼓形齒的情況是將輪齒制成鼓形齒、球形齒頂），所以能補(bǔ)償、球形齒頂），所以能補(bǔ)償兩軸的軸向、徑向、偏斜和兩軸的軸向、徑向、偏斜和綜合位置誤差。綜合位置誤差。 一般齒式聯(lián)軸器允許角一般齒式聯(lián)軸器允許角位移在位移在30 以下，若將外齒輪以下，若將外齒輪做成球形齒頂?shù)墓男锡X，則做成球形齒頂?shù)墓男锡X，則允許角位移可達(dá)允許角位移可達(dá)3。齒式聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是能齒式聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩和補(bǔ)償適量傳遞很大的轉(zhuǎn)矩和補(bǔ)償適量的綜合位移，故

13、常用于重型的綜合位移，故常用于重型機(jī)械中，但當(dāng)傳遞巨大轉(zhuǎn)矩機(jī)械中，但當(dāng)傳遞巨大轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒間的壓力也隨著增大時(shí)，齒間的壓力也隨著增大，使聯(lián)軸器的靈活性降低，使聯(lián)軸器的靈活性降低，而且它的結(jié)構(gòu)笨重、造價(jià)較而且它的結(jié)構(gòu)笨重、造價(jià)較高。高。二、剛性可移聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器十字滑塊十字滑塊滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)端面開滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器和有徑向凹槽的半聯(lián)軸器和兩端各具凸榫的中間滑塊兩端各具凸榫的中間滑塊組成。中間滑塊兩面的徑組成。中間滑塊兩面的徑向榫相互垂直，分別嵌裝向榫相互垂直，分別嵌裝在兩個(gè)凹槽中，構(gòu)成移動(dòng)在兩個(gè)凹槽中，構(gòu)成移動(dòng)副。當(dāng)兩軸線存在徑向位副。當(dāng)兩軸線存在徑向位移或偏斜

14、時(shí)，滑塊將在凹移或偏斜時(shí)，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動(dòng)以適應(yīng)位移?；蹆?nèi)滑動(dòng)以適應(yīng)位移。滑塊聯(lián)軸器所允許的徑向位塊聯(lián)軸器所允許的徑向位移移 e 0.04軸徑，角位移軸徑，角位移30。 由于工作時(shí)滑塊在凹槽中滑動(dòng)，所以凹槽和滑塊的工作面間要由于工作時(shí)滑塊在凹槽中滑動(dòng)，所以凹槽和滑塊的工作面間要加潤滑劑以降低摩擦，凸榫和凹槽通常都經(jīng)淬火硬化以提高耐磨加潤滑劑以降低摩擦，凸榫和凹槽通常都經(jīng)淬火硬化以提高耐磨性。性。此外，由于滑塊的凸榫是此外，由于滑塊的凸榫是嵌在兩個(gè)凹槽中的，由右嵌在兩個(gè)凹槽中的，由右圖可以看出，軸每轉(zhuǎn)圖可以看出，軸每轉(zhuǎn)90度度，滑塊的中心沿直徑為，滑塊的中心沿直徑為 e 的圓周轉(zhuǎn)的圓周轉(zhuǎn)18

15、0度，當(dāng)軸的度，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，由滑塊質(zhì)心轉(zhuǎn)速較高時(shí)，由滑塊質(zhì)心的圓周運(yùn)動(dòng)引起的離心力的圓周運(yùn)動(dòng)引起的離心力將會(huì)很大，從而給軸和軸將會(huì)很大，從而給軸和軸承帶來附加動(dòng)載荷，因此承帶來附加動(dòng)載荷，因此這種聯(lián)軸器只適用于低速這種聯(lián)軸器只適用于低速，軸的轉(zhuǎn)速一般不超過，軸的轉(zhuǎn)速一般不超過300r/min。二、剛性可移聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器二、剛性可移聯(lián)軸器cos12cos12齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器鏈?zhǔn)铰?lián)軸器鏈?zhǔn)铰?lián)軸器十字滑塊十字滑塊萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器三、彈性可移聯(lián)軸器三、彈性可移聯(lián)軸器( (非金屬彈性元件

16、非金屬彈性元件) )四、彈性可移聯(lián)軸器四、彈性可移聯(lián)軸器( (金屬彈性元件金屬彈性元件) )3 3 常用離合器常用離合器一、牙嵌式離合器一、牙嵌式離合器嵌合式嵌合式摩擦式摩擦式按照按照工作工作性質(zhì)性質(zhì)分類分類操縱式操縱式(人控、電控、液控人控、電控、液控)自自動(dòng)動(dòng)限載（安全離合器）限載（安全離合器）限速（調(diào)速器）限速（調(diào)速器）限向（超越離合器）限向（超越離合器）按照按照傳力傳力性質(zhì)性質(zhì)分類分類二二. . 摩擦式離合器摩擦式離合器三、其他離合器三、其他離合器按作用大致分為按作用大致分為限載限載、限速限速和和限向限向三類。三類。. 帶式制動(dòng)器帶式制動(dòng)器4 4 制動(dòng)器制動(dòng)器制動(dòng)器是用來降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度或迫使機(jī)械停止制動(dòng)器是用來降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度或迫使機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置，在車輛、起重機(jī)等機(jī)械中，廣泛采用各運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置，在車輛、起重機(jī)等機(jī)械中，廣泛采用各種形式的制