機(jī)械基礎(chǔ)(陳長生)PPT11聯(lián)接

1、第十一章 聯(lián) 接 由于使用、制造、裝配、維修及運(yùn)輸?shù)仍?，機(jī)器中有相當(dāng)多的零件需要彼此聯(lián)接。所謂聯(lián)接，就是指被聯(lián)接件與聯(lián)接件的組合結(jié)構(gòu)。起聯(lián)接作用的零件，如螺栓、螺母、鍵以及鉚釘?shù)?，稱為聯(lián)接件；需要聯(lián)接起來的零件，如齒輪與軸、箱蓋與箱體等，稱為被聯(lián)接件。有些聯(lián)接沒有聯(lián)接件，如成形聯(lián)接等。 聯(lián)接可以分可拆聯(lián)接和不可拆聯(lián)接?？刹鹇?lián)接是指聯(lián)接拆開時(shí)，不會(huì)損壞聯(lián)接件和被聯(lián)接件，如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、成形聯(lián)接和銷聯(lián)接等。不可拆聯(lián)接是指聯(lián)接拆開時(shí)，會(huì)損壞聯(lián)接件或被聯(lián)接件，如鉚接、焊接和粘接等。機(jī)械聯(lián)接還可分為動(dòng)聯(lián)接和靜聯(lián)接。在機(jī)器工作時(shí)，被聯(lián)接零件間可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的稱為動(dòng)聯(lián)接，如各種運(yùn)動(dòng)副、變速器

2、中滑移齒輪的聯(lián)接。反之，稱為靜聯(lián)接，如減速器中箱體與箱蓋的聯(lián)接。 鍵聯(lián)接主要用于軸與軸上零件（如齒輪、帶輪）之間的周向固定，用以傳遞轉(zhuǎn)矩，其中有的鍵聯(lián)接也兼有軸向固定或軸向?qū)虻淖饔?。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，它可以分為平鍵、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等幾類。平鍵聯(lián)接和半圓鍵聯(lián)接構(gòu)成松鍵聯(lián)接，楔鍵和切向鍵聯(lián)接構(gòu)成緊鍵聯(lián)接。 （一）、松鍵聯(lián)接 松鍵聯(lián)接依靠?jī)蓚?cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面與輪轂鍵槽底面有間隙（圖111），不影響軸與輪轂的同心精度，裝拆方便。第一節(jié) 鍵聯(lián)接 1、平鍵聯(lián)接 圖11-1a所示，這種平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好，應(yīng)用最廣泛。但它不能承受軸向力，故對(duì)軸上零件不能起到軸向固定作用。 按用途不同

3、，平鍵可以分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵三種。普通平鍵用于靜聯(lián)接，導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接。圖11-1 普通平鍵聯(lián)接 （1）、普通平鍵 這種鍵應(yīng)用最廣（表11-1）。按鍵的端部形狀可分為圓頭（A型）、方頭（B型）和單圓頭（C型）三種，如圖11-1中的b、c、d所示。 圖11-2 軸上鍵槽的加工 采用圓頭平鍵時(shí)，軸上的鍵槽采用端銑刀在立式銑床上加工（圖11-2a），鍵在軸上的鍵槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。采用方頭平健時(shí)，軸上鍵槽采用圓盤銑刀加工（圖11-2b），鍵槽兩端的應(yīng)力集中較小，但鍵在軸上的軸向固定不好；當(dāng)鍵的尺寸較大時(shí)，需用緊定螺釘把鍵壓緊在軸上的鍵槽中（圖11-1c）。

4、單圓頭平鍵常用于軸端與輪轂的聯(lián)接。輪轂上的鍵槽一般用插刀或拉刀加工，因此都是開通的。圖11-3 導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接 （2）、導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵是一種較長的平鍵，用螺釘固定在軸槽中，為了便于拆裝，在鍵上制有起鍵螺釘孔（圖11-2a）。鍵與輪轂采用間隙配合，輪轂可沿鍵作軸向滑移。常用于變速器中的滑移齒輪與軸的聯(lián)接。 （2）、導(dǎo)向平鍵 導(dǎo)向平鍵是一種較長的平鍵，用螺釘固定在軸槽中，為了便于拆裝，在鍵上制有起鍵螺釘孔（圖11-2a）。鍵與輪轂采用間隙配合，輪轂可沿鍵作軸向滑移。常用于變速器中的滑移齒輪與軸的聯(lián)接。 圖11-4 半圓鍵聯(lián)接 2、半圓鍵聯(lián)接 如圖11-4所示，半圓鍵用于靜聯(lián)接，它靠鍵的兩

5、個(gè)側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩。 軸上鍵槽用半徑與鍵相同的盤狀銑刀銑出，因而鍵在軸槽中能繞其幾何中心擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂槽由于加工誤差所造成的斜度。半圓鍵聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)是軸槽的加工工藝性較好，裝配方便，缺點(diǎn)是軸上鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大。一般只宜用于輕載，尤其適用于錐形軸端的聯(lián)接。 （二）緊鍵聯(lián)接 1、楔鍵聯(lián)接 楔鍵聯(lián)接用于靜聯(lián)接，如圖11-5所示。楔鍵的上表面和與它配合的輪轂槽底面均有1：100的斜度。裝配后，鍵的上、下表面與轂和軸上鍵槽的底面壓緊，因此鍵的上下表面為工作面，鍵的兩側(cè)面與鍵槽都留有間隙。工作時(shí)，靠鍵楔緊的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)還能承受單向軸向載荷。圖11-5 楔鍵聯(lián)接 這類鍵由于裝配楔緊時(shí)破壞了

6、軸與輪轂的對(duì)中性；另外，在沖擊、振動(dòng)和承受變載荷時(shí)易產(chǎn)生松動(dòng)。因此楔鍵聯(lián)接僅適用于對(duì)傳動(dòng)精度要求不高、低速和載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合。 楔鍵分普通楔鍵和鉤頭楔鍵，普通楔鍵又分圓頭和方頭兩類。鉤頭楔鍵便于拆裝，用于軸端時(shí)，為了安全，應(yīng)加防護(hù)罩。 2、切向鍵聯(lián)接 切向鍵是由一對(duì)普通楔鍵組成，如圖11-6a所示。裝配后兩鍵的斜面相互貼合，共同楔緊在軸轂和軸之間，鍵的上下兩平行窄面是工作面，依靠其與軸和輪轂的擠壓傳遞單向轉(zhuǎn)矩，如圖11-6b所示。圖11-6 切向鍵聯(lián)接 當(dāng)要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用兩對(duì)互成120130的切向鍵（圖11-6c）。切向鍵聯(lián)接主要用于軸徑大于100mm，對(duì)中要求不高而載荷很大的重型機(jī)械，如

7、礦山機(jī)。 二、平鍵聯(lián)接的選用和強(qiáng)度計(jì)算 （一）、鍵的選擇 1、鍵的類型選擇 選擇鍵的類型應(yīng)考慮以下一些因素：對(duì)中性要求；傳遞轉(zhuǎn)矩的大??；輪轂是否需要沿軸向滑移及滑移距離大??；鍵在軸的中部或端部等。 2、鍵的尺寸選擇 平鍵的主要尺寸為鍵寬b、鍵高h(yuǎn)和鍵長L。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)軸的直徑從標(biāo)準(zhǔn)中（見表11-1）選取平鍵的寬度b和高度h；鍵長L略短于輪轂的寬度（一般比輪轂寬度短510mm），并符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的長度系列。 （二）、平鍵的強(qiáng)度校核 平鍵聯(lián)接工作時(shí)的受力情況如圖11-7所示，鍵受到剪切和擠壓的作用。 圖11-7 平鍵聯(lián)接的受力分析 實(shí)踐證明，標(biāo)準(zhǔn)平鍵聯(lián)接，其主要失效形式是鍵、軸和輪轂中強(qiáng)度較弱的工

8、作表面被壓潰（對(duì)靜聯(lián)接）或磨損（對(duì)動(dòng)聯(lián)接）。因此，通常只需校核擠壓強(qiáng)度（對(duì)靜聯(lián)接）或壓強(qiáng)（對(duì)動(dòng)聯(lián)接）。 設(shè)載荷沿鍵長均勻分布，則擠壓強(qiáng)度條件為ppdhlT4(11-1) 式中，T為傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nmm）；d為軸的直徑（mm）；h為鍵的高度，mm；l為鍵向工作長度，對(duì)A型鍵：lLb，對(duì)B型鍵：lL， 對(duì)C型鍵lL 。2bp較弱材料的許用擠壓應(yīng)力（Mpa），其值查表112，對(duì)動(dòng)聯(lián)接則以壓強(qiáng)p和許用壓強(qiáng)p代替式中的p和p。 如校核結(jié)果聯(lián)接的強(qiáng)度不夠，則可采取以下措施： （1）適當(dāng)增加輪轂和鍵的長度，但鍵長不宜超過2.5d。 （2）用兩個(gè)鍵按相隔180布置，考慮到載荷在兩個(gè)鍵上分布的不均勻性，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)

9、，只按1.5個(gè)鍵計(jì)算。 在軸上加工出多個(gè)鍵齒稱為花鍵軸，在輪轂孔上加工出多個(gè)鍵槽稱為花鍵孔，二者組成的聯(lián)接稱為花鍵聯(lián)接，如圖118所示，花鍵齒的側(cè)面為工作面，靠軸與轂的齒側(cè)面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。第二節(jié)第二節(jié) 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接圖118 外花鍵和內(nèi)花鍵 由于多鍵傳遞載荷，所以它比平鍵聯(lián)接的承載能力高，對(duì)中性和導(dǎo)向性好；由于鍵槽淺，齒根應(yīng)力集中小，故對(duì)軸的強(qiáng)度削弱小。一般用于定心精度要求高和載荷大的靜聯(lián)接和動(dòng)聯(lián)接，如汽車、飛機(jī)和機(jī)床等都廣泛地應(yīng)用花鍵聯(lián)接。但花鍵聯(lián)接的制造需要專用設(shè)備，故成本較高。 一、花鍵聯(lián)接的類型和特點(diǎn)： 花鍵已標(biāo)準(zhǔn)化，常用花鍵按其齒形分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類。圖119 矩形花鍵

10、聯(lián)接 1、矩形花鍵 矩形花鍵如圖119所示，鍵的剖面形狀為矩形，加工方便，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用熱處理后磨削過的小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。它的定心精度高，穩(wěn)定性好，因此應(yīng)用廣泛。 2、漸開線花鍵 漸開線花鍵的齒廓為漸開線，如圖1110所示。它可用制造齒輪的方法加工，工藝性較好，制造精度也較高。與矩形花鍵相比，漸開線花鍵的根部較厚，應(yīng)力集中小，承載能力大。圖1110 漸開線花鍵聯(lián)接 漸開線花鍵的定心方式為齒形定心，它具有自動(dòng)對(duì)中作用，并有利于各鍵的均勻受力；但加工小尺寸的漸開線花鍵孔的拉刀制造復(fù)雜，成本較高。因此，它適用于載荷較大、定心精度要求較高和尺寸較大的聯(lián)接。漸開線花鍵的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為

11、30和45。 銷聯(lián)接通常用來固定零件間的相互位置（圖1111a），它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件（圖1111b）；同時(shí)也可用于軸與輪轂的聯(lián)接，以傳遞不大的載荷（圖1111c），還可以作為安全裝置中的過載剪斷元件（圖1111d）第三節(jié)第三節(jié) 銷聯(lián)接銷聯(lián)接圖1111 銷聯(lián)接 銷為標(biāo)準(zhǔn)件，其材料根據(jù)用途可選用35、45鋼。按銷形狀的不同，可分為圓柱銷、圓錐銷、開口銷、異形銷等。圖1112 圓錐銷 圓柱銷利用微量過盈固定在鉸制孔中，多次拆裝后定位精度和聯(lián)接緊固性會(huì)下降；圓錐銷具有1：50的錐度，小頭直徑為標(biāo)準(zhǔn)植。圓錐銷安裝方便，且多次裝拆對(duì)定位精度的影響也不大，應(yīng)用較廣。為確保銷安裝后不致松脫，圓

12、錐銷的尾端可制成開口的，如圖1112b所示的開尾圓錐銷。為方便銷的拆卸，圓錐銷的上端也可做成帶內(nèi)、外螺紋的，如圖1112c、d所示。圖1113 開口銷 開口銷（圖1113）常用低碳鋼絲制成，是一種防松零件。第四節(jié) 螺紋聯(lián)接 螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆聯(lián)接，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，成本低，廣泛用于各類機(jī)械設(shè)備中。 聯(lián)接螺紋采用自鎖性好的普通螺紋。最常用的普通螺紋，其牙型角60，根據(jù)螺距不同有粗牙和細(xì)牙之分。一般聯(lián)接采用粗牙螺紋，因細(xì)牙螺紋經(jīng)常拆裝容易產(chǎn)生滑牙。但細(xì)牙螺紋螺距小，小徑和中徑較大，升角小，自鎖性好，所以細(xì)牙螺紋多用于強(qiáng)度要求較高的薄壁零件或受變載、沖擊及振動(dòng)的聯(lián)接中。例如，軸上零

13、件固定的圓螺母即為細(xì)牙螺紋。 一、螺紋聯(lián)接基本類型、結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)用 螺紋聯(lián)接的主要類型有螺栓聯(lián)接、雙頭螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接以及緊定螺釘聯(lián)接。它們的結(jié)構(gòu)尺寸、特點(diǎn)和應(yīng)用見表113。表表11-3 螺紋聯(lián)接的基本類型、特點(diǎn)及應(yīng)用螺紋聯(lián)接的基本類型、特點(diǎn)及應(yīng)用 表表11-3 螺紋聯(lián)接的基本類型、特點(diǎn)及應(yīng)用螺紋聯(lián)接的基本類型、特點(diǎn)及應(yīng)用 二、螺紋聯(lián)接件 螺紋聯(lián)接件的類型很多，其中常用的有螺栓、雙頭螺栓、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈以及防松零件等。其結(jié)構(gòu)形式和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化。它們的公稱尺寸均為螺紋的大徑，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用。其常用類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用見表114。 表11-4 常用標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件 三、螺紋聯(lián)接件

14、的防松裝置 聯(lián)接螺紋都能滿足自鎖條件，且螺母和螺栓頭部支承面處的摩擦也能起防松作用，故在靜載荷下，螺紋聯(lián)接不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)或變載荷的作用下，或當(dāng)溫度變化很大時(shí)，螺紋副間的摩擦力可能減小或瞬時(shí)消失。這種觀象多次重復(fù)，聯(lián)接就會(huì)松開，影響聯(lián)接的牢固和緊密。甚至?xí)饑?yán)重事故。因此在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)，必須考慮防松措施。防松的根本問題是防止螺母和螺栓的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，防松方法很多，常用的防松方法見表115。 螺栓聯(lián)接中的單個(gè)螺栓受力分為受軸向拉力和橫向剪力兩種，前者的失效形式多為螺紋部分的塑性變形或斷例，如果聯(lián)接經(jīng)常裝拆也可能導(dǎo)致滑扣。后者在工作時(shí)，螺栓接合面處受剪，并與被聯(lián)接孔相互擠壓，其失效形式

15、為螺桿被剪斷，螺桿或孔壁被壓潰等。根據(jù)上述失效形式，對(duì)受軸向拉伸螺栓主要以拉伸強(qiáng)度條件作為計(jì)算依據(jù)；對(duì)受剪螺栓則是以螺栓的剪切強(qiáng)度條件、螺栓桿或孔壁的擠壓強(qiáng)度條件作為計(jì)算依據(jù)。至于螺紋其它各部分的尺寸通常不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算?？砂绰菁y的公稱直徑(螺紋大徑)直接從標(biāo)準(zhǔn)中查取。第五節(jié) 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一、受軸向拉伸的螺栓聯(lián)接1松螺栓聯(lián)接螺栓的強(qiáng)度條件為 4/21dFp (11-2) 式中，d1為螺紋小徑（mm）pF為螺紋承受的軸向工作載荷（N） 為松螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力（MPa）。圖11-14 起重吊鉤 圖1114所示吊鉤尾部的螺紋聯(lián)接即屬松螺栓聯(lián)接。螺栓裝配時(shí)，螺母不需要擰緊，在承受工作載荷之前螺

16、栓并不受力螺栓的軸向工作載荷由外載荷確定，即 。FFp。 2緊螺栓聯(lián)接 緊螺栓聯(lián)接裝配時(shí)需要擰緊，加上外載荷之前，螺栓已承受預(yù)緊力。擰緊時(shí)，螺栓既受拉伸，又因旋合螺紋副中摩擦阻力矩的作用而受扭轉(zhuǎn)，故在危險(xiǎn)截面上既有拉應(yīng)力，又有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。考慮到預(yù)緊力及擰緊過程中的受載，根據(jù)第四強(qiáng)度理論，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)普通螺紋的螺栓，其螺紋部分的強(qiáng)度條件可簡(jiǎn)化為 2143 . 1dFpe (11-3) 式中,e為螺栓的當(dāng)量拉應(yīng)力；其它符號(hào)含義同式（11-2）。 （1）只受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接 受橫向外載荷和接合面內(nèi)受轉(zhuǎn)矩作用的普通螺栓聯(lián)接，均為只受預(yù)緊力F0作用下的緊螺栓聯(lián)接。 圖1115所示為受橫向外載荷的普通螺栓聯(lián)

17、接，外載荷F與螺栓軸線垂直，螺栓桿與孔之間有間隙。圖11-15 只受預(yù)緊力的螺栓聯(lián)接 如圖1116所示為接合面內(nèi)受轉(zhuǎn)矩T作用的普通螺栓聯(lián)接，工作轉(zhuǎn)矩T也是靠接合面的摩擦力來傳遞的。opFF 這些聯(lián)接中，外載荷靠被聯(lián)接件接合面間的摩擦力來傳遞，因此在施加外載荷前后螺栓所受的軸向拉力不變，均等于預(yù)緊力FO。即圖11-16 受轉(zhuǎn)矩T作用的緊螺栓聯(lián)接 預(yù)緊力FO的大小可通過接合面之間的最大摩擦力應(yīng)大于外載荷F這一條件確定，計(jì)算時(shí)為了確保聯(lián)接的可靠性，常將橫向外載荷放大(1030)%。 （2）受軸向外載荷的緊螺栓聯(lián)接 除承受預(yù)緊力外，同時(shí)承受外載荷。如圖1117所示的氣缸蓋螺栓聯(lián)接就是這種聯(lián)接的典型實(shí)例

18、。p圖1117 氣缸蓋螺栓聯(lián)接 根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，螺栓所受的總工作載荷FP為外載荷F與p被聯(lián)接件的剩余預(yù)緊力FO之和，即 OpFFF(11-4) 為了防止軸向外載荷F驟然消失時(shí)，聯(lián)接出現(xiàn)沖擊以及保證聯(lián)接的緊密性和可靠性，剩余預(yù)緊力必須大于零。表116給出了剩余預(yù)緊力的用值。當(dāng)選定剩余預(yù)緊力F0后，即可按式（114）求出螺栓所受的總工作載荷FP。 三、受橫向載荷的配合（鉸制孔）螺栓聯(lián)接 如圖1118所示的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，工作時(shí)螺桿在聯(lián)接接合面處受剪切，螺桿與孔壁之間受擠壓。這種螺栓聯(lián)接在裝配時(shí)也需要適當(dāng)擰緊，但預(yù)緊力很小，一般計(jì)算時(shí)都略去不計(jì)。其強(qiáng)度計(jì)算按剪切強(qiáng)度條件和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行。圖11

19、18 鉸制孔螺栓聯(lián)接 三、螺紋聯(lián)接許用應(yīng)力 螺紋聯(lián)接許用應(yīng)力與聯(lián)接是否擰緊，是否控制預(yù)緊力，受力性質(zhì)（靜載荷、動(dòng)載荷）和材料等有關(guān)，緊螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力 (11-5) Ss式中，s為屈服點(diǎn)（Mpa），聯(lián)接件常用材料力學(xué)性能見表117；S為安全系數(shù)，見表118。注：所謂控制預(yù)緊力是指擰緊時(shí)采用測(cè)力扳手等，以獲得準(zhǔn)確的預(yù)緊力； 不控制預(yù)緊力是指擰緊時(shí)只憑經(jīng)驗(yàn)控制力的大小。 鉸制孔螺栓的許用應(yīng)力由被聯(lián)接件的材料決定，其值見表119。 例例111 在圖1117所示的氣缸蓋螺栓聯(lián)接中，已知?dú)飧椎臍鈮簆=01.2Mpa，氣缸直徑D=250mm，缸體與缸蓋用12個(gè)普通螺栓聯(lián)接，安裝時(shí)不控制預(yù)緊力。試確定螺栓

20、的公稱直徑。解解 1）單個(gè)螺栓承受的工作載荷F 作用在氣缸蓋上的總軸向載荷為pD42單個(gè)螺栓的外載荷為NNpzDF74908211242504222）單個(gè)螺栓承受的總工作載荷 由于氣缸有緊密性要求，由表116選取剩余預(yù)緊力FO=1.5F，故總工作載荷為12271.8NF.511）（OpFFF 3）選擇螺栓材料，確定螺栓直徑d 選擇螺栓材料為45鋼，由表117取s=360Mpa；初步選擇螺栓直徑d=16mm，由表11-8取安全因數(shù)S=3；許用拉應(yīng)力=S/S =360/3Mpa=120Mpa.由式（1110）得mm1.0131208 .122712 . 52 . 5pFd查螺紋標(biāo)準(zhǔn)可知，取螺栓直徑

21、d=16mm合適。第六節(jié)第六節(jié) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 一、聯(lián)軸器的功用 聯(lián)軸器主要用于聯(lián)接兩軸，使兩軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩。這種聯(lián)接形式，只有當(dāng)機(jī)器停車后拆開聯(lián)軸器，才能將兩軸分離。也有用作安全裝置的安全聯(lián)軸器，其作用是：在機(jī)器工作時(shí)，如果轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定值，這種聯(lián)軸器可自行斷開，保證機(jī)器中的主要零件不致過載而損壞。 二、聯(lián)軸器的分類 聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝誤差以及承載后變形、受熱變形和基礎(chǔ)下沉等一系列原因，都可能使兩軸的軸線不重合而產(chǎn)生某種形式的相對(duì)位移，如圖1119所示。這就要求聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上具有補(bǔ)償軸線一定位移量的能力。 圖1119 兩軸的軸線位移（a）軸向位移x （b）經(jīng)向位移y （c）

22、角度位移 （d）綜合位移x、y、 聯(lián)軸器類型較多，其中大多數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化了，設(shè)計(jì)時(shí)只需查閱有關(guān)手冊(cè)選用。聯(lián)軸器根據(jù)對(duì)各種相對(duì)位移有無補(bǔ)償能力，可分剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類，撓性聯(lián)軸器又按是否具有彈性元件，又可分為無彈性元件的和有彈性元件的兩種。 各種聯(lián)軸器及其常用的類型如下： 剛性套筒聯(lián)軸器，凸緣聯(lián)軸器等聯(lián)軸器 無彈性元件滑塊聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器等 金屬彈性元件蛇形彈簧聯(lián)軸器等 非金屬彈性元件彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器等撓性 三、常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用 （一）剛性聯(lián)軸器 1、套筒聯(lián)軸器 如圖1120所示，套筒聯(lián)軸器是用一個(gè)套筒，通過鍵或銷等零件把兩軸相聯(lián)接。圖1120 套

23、筒聯(lián)軸器 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小；但傳遞轉(zhuǎn)矩較小，不能緩沖、吸振，兩軸線要求嚴(yán)格對(duì)中，裝拆時(shí)必須作軸向移動(dòng)。它適用于工作平穩(wěn)，無沖擊載荷的低速、輕載、小尺寸軸，常用于機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中。另外，如果銷的尺寸設(shè)計(jì)得恰當(dāng)，過載時(shí)銷就會(huì)被剪斷，因此也可用作安全聯(lián)軸器。 2、凸緣聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器由兩個(gè)帶有凸緣的半聯(lián)軸器用鍵及聯(lián)接螺栓組成（圖1121）。它有兩種對(duì)中方法：一種是用一個(gè)半聯(lián)軸器上的凸肩與另一個(gè)半聯(lián)軸器上的凹槽相嵌合而對(duì)中（圖1121a）；另一種是用鉸制孔用螺栓對(duì)中（圖1121b）。圖1121 凸緣聯(lián)軸器 前一種方法對(duì)中精度高。當(dāng)要求兩軸分離時(shí)，后者只要卸下螺栓即可，不用移軸，因此裝卸比前者簡(jiǎn)便

24、。 凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，但它對(duì)兩軸的對(duì)中性要求很高，不能緩沖減振。因此主要用于聯(lián)接的兩軸能嚴(yán)格對(duì)中，轉(zhuǎn)矩較大，載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合。 （二）無彈性元件撓性聯(lián)軸器 1、十字滑塊聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器1、3和一個(gè)兩端具有相互垂直的凸榫的中間滑塊所組成（圖1122），滑塊上的凸榫分別嵌入兩個(gè)半聯(lián)軸器相應(yīng)的凹槽中。圖11-22 十字滑塊聯(lián)軸器 由于凸榫可在半聯(lián)軸器的凹槽中滑動(dòng)，故可補(bǔ)償兩軸之間的位移。凹槽和滑塊工作面需潤滑。 十字滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸??；但不耐沖擊，易于磨損，適用于低速（n300r/min）、兩軸線的徑向位移量y0.04d（d

25、為軸的直徑）的情況。所以常用于軸線間相對(duì)徑向位移較大、沖擊小、轉(zhuǎn)速低、傳遞轉(zhuǎn)矩較大的兩軸聯(lián)接。如帶式運(yùn)輸機(jī)的低速軸就采用這種聯(lián)軸器。 2、萬向聯(lián)軸器 萬向聯(lián)軸器如圖1123所示，它由兩個(gè)叉形接頭1、3和十字銷2鉸接而成。萬向聯(lián)軸器，主要用于兩軸有較大偏斜角的場(chǎng)合，兩軸間的夾角最大可達(dá)3545。但角越大，傳動(dòng)效率越低。 圖1123 萬向聯(lián)軸器示意圖 萬向聯(lián)軸器單個(gè)使用時(shí)，當(dāng)主動(dòng)軸以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸作變角速度回轉(zhuǎn)，從而在傳動(dòng)中引起附加動(dòng)載荷。且夾角愈大，兩軸的瞬時(shí)角速度相差愈大。 為了避免這種現(xiàn)象，可采用兩個(gè)萬向聯(lián)軸器成對(duì)使用（稱雙萬向聯(lián)軸器），如圖1124所示，這時(shí)中間軸的兩叉形接頭同必需

26、在同一平面內(nèi)，兩個(gè)萬向聯(lián)軸器的夾角必須相等。 圖1124 雙萬向聯(lián)軸器 萬向聯(lián)軸器能補(bǔ)償較大的角位移，結(jié)構(gòu)緊湊，使用維護(hù)方便，廣泛用于汽車、工程機(jī)械等傳動(dòng)系統(tǒng)中。 （三）有彈性元件撓性聯(lián)軸器 由于有彈性元件撓性聯(lián)軸器裝有至少一個(gè)零件是彈性元件，因而不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩和沖擊和消減振動(dòng)的能力。廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高，載荷較大、有沖擊、頻繁起動(dòng)和經(jīng)常反向轉(zhuǎn)動(dòng)的兩軸間的聯(lián)接。 1、彈性套柱銷聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，不同之處是用帶有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓，如圖1125所示。 圖1125 彈性套拉銷聯(lián)軸器 彈性套常用耐油橡膠制成，剖面形狀為梯形以提高彈性。彈性套的變

27、形可以補(bǔ)償兩軸的徑向位移和角位移，并有緩沖吸振作用。其半聯(lián)軸器與軸配合孔可制成圓柱形或圓錐形。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意留出安裝距離A；為了補(bǔ)償軸向位移，安裝時(shí)應(yīng)注意留出相應(yīng)大小的間隙c。 彈性套柱銷聯(lián)軸器制造簡(jiǎn)單，裝拆方便，但彈性套易磨損，壽命較短。它適用于載荷平穩(wěn)，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)動(dòng)、起動(dòng)頻繁和中小功率的兩軸聯(lián)接，多用于電動(dòng)機(jī)的輸出與工作機(jī)械的聯(lián)接上。 2、彈性柱銷聯(lián)軸器 彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（如圖1126）與彈性套柱銷聯(lián)軸器相似，差別主要在于用尼龍銷代替了橡膠套柱銷，它利用彈性柱銷將兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)接起來，使其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力增大。為防止柱銷滑出，兩側(cè)裝有擋板。柱銷的材料用尼龍6，也可用酚醛布棒等其它材料制造。

28、圖1126 彈性柱銷聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，制造、安裝方便，壽命長，具有緩沖吸振和補(bǔ)償較大軸向位移的能力，但允許徑向和角位移量小。它適用于軸向竄動(dòng)量大，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、起動(dòng)頻繁和轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。由于尼龍柱銷對(duì)溫度較敏感，使用彈性柱銷聯(lián)軸器時(shí)，其工作溫度限制在20+70的范圍內(nèi)。 三、聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器大多已標(biāo)準(zhǔn)化，其主要性能參數(shù)為：額定轉(zhuǎn)矩T，許用轉(zhuǎn)速n、位移補(bǔ)償量和被聯(lián)接軸的直徑范圍等。選用聯(lián)軸器時(shí)，通常先根據(jù)使用要求和工作條件確定合適的類型，再按轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速選擇聯(lián)軸器的型號(hào)，必要時(shí)應(yīng)校核其薄弱件的承載能力。 考慮工作機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)、變速時(shí)的慣性力和沖擊載荷等因素，應(yīng)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩T選擇

29、聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC和工作轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系為 KTTc (11-6) 式中，K為工作情況系數(shù)，見表1110，一般剛性聯(lián)軸器選用較大的值，撓性聯(lián)軸器選用較小的值；從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、載荷平穩(wěn)時(shí)取較小值。 所選型號(hào)聯(lián)軸器必須同時(shí)滿足：TCTn，nn。 聯(lián)軸器與軸一般采用鍵聯(lián)結(jié)，有平鍵單鍵和平鍵雙鍵。軸孔又分為圓柱形長孔、短孔和圓錐孔等多種，具體見設(shè)計(jì)手冊(cè)。 一、離合器的功用 離合器主要用于機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)將主動(dòng)、從動(dòng)軸接合或分離，使機(jī)器能空載起動(dòng)，起動(dòng)后又能隨時(shí)接通、中斷，以完成傳動(dòng)系統(tǒng)的換向、變速、調(diào)整、停止等工作。 第七節(jié)第七節(jié) 離合器離合器 二、離合器的分類 離合器的類型很多，按實(shí)現(xiàn)兩軸接

30、合和分離的過程可分為操縱離合器和自動(dòng)離合器兩大類。前者按操縱方式不同又可分為機(jī)械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器；后者按不同特性可分為超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能在特定工作條件下，自動(dòng)接合或分離。 按離合的工作原理不同，離合器又可分為嵌合式離合器和摩擦式離合器。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小，承載能力大，主、從動(dòng)軸可同步轉(zhuǎn)動(dòng)，但接合時(shí)有沖擊，只能在停機(jī)或低速時(shí)接合；后者離合平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)高速接合，且具有過載打滑的保護(hù)作用，但主、從動(dòng)軸不能嚴(yán)格同步，且接合時(shí)產(chǎn)生磨損，傳遞轉(zhuǎn)矩較小，適用于高速、低轉(zhuǎn)矩的工作場(chǎng)合。 常用離合器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 1、牙嵌式離合器 牙嵌式離合器由兩個(gè)端面上帶牙的半離合器1、2組成（圖1127）。 半離合器1用平鍵固定在主動(dòng)軸上，半離合器2用導(dǎo)向鍵3或花鍵與從動(dòng)軸聯(lián)接，操縱機(jī)構(gòu)通過滑環(huán)4的軸向移動(dòng)來操縱離合器的接合和分離。為了便于兩軸對(duì)中，在半離合器1上固裝一個(gè)對(duì)中環(huán)5，從動(dòng)軸可在對(duì)中環(huán)中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1127 牙嵌式離合器 牙嵌式離