聯(lián)軸器和離合器結(jié)構(gòu)、性能和工作原理

1、 聯(lián)軸器和離合器結(jié)構(gòu)、性能和工作原理聯(lián)軸器重點 1、典型聯(lián)軸器的工作原理、性能、結(jié)構(gòu)特點和類型選擇； 2、離合器的基本概念，典型結(jié)構(gòu)，選用原則。要求 1、掌握聯(lián)軸器和離合器的功用和分類； 2、掌握常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、使用場合及選用與計算方法； 3、掌握常用離合器的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點和選擇及計算方法； 4、了解計算載荷和載荷系數(shù)。 聯(lián)軸器和離合器 1、 聯(lián)軸器 2、 離合器 概 述主菜單聯(lián)軸器 聯(lián)接兩軸一起運轉(zhuǎn)，傳遞運動和轉(zhuǎn)矩（只傳遞T,不傳遞M）。有的可用作安全裝置。聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有停車后經(jīng)拆卸才能分離離合器聯(lián)接的兩軸可在機器工作中方便地實現(xiàn)分離與接合一、功用二、區(qū)別三、

2、應(yīng)用 可將整機分為部件，便于制造、裝卸、運輸。離合器還可操縱機器的啟動、制動、換向和變速。聯(lián)軸器和離合器種類很多，有些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，本節(jié)僅介紹常見的類型 聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器 聯(lián)軸器分類：彈性聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器 夾殼式聯(lián)軸器 剪銷式安全聯(lián)軸器 齒輪聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器 簧片聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(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)軸器輪胎式聯(lián)軸器剛性固定式 要求兩軸嚴(yán)格對中，工作時兩軸不能移動。剛性可移式 允許兩軸有一定位移,靠運動副組成得動聯(lián)接補償軸的偏移。金屬彈性元件聯(lián)軸器靠金屬彈性元件的變形補償兩軸的偏移非金屬彈性元件聯(lián)軸器利用非金屬彈性元件的變

3、形補償軸的偏移。 強度高，承載能力大,E大且穩(wěn)定,受T影響小,但成本高。 E變化范圍大,阻尼效應(yīng)好,重量輕,成本低,但強度低,承載能力小,壽命較短。 聯(lián)軸器一、剛性固定式聯(lián)軸器（一）套筒聯(lián)軸器 （圖11-20）組成：套筒+聯(lián)接零件(鍵或銷釘傳遞T)套筒材料：35 或 45鋼特點：結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，成本低。應(yīng)用：載荷不大，工作平穩(wěn)，兩軸嚴(yán)格對中處，在機床工業(yè)中廣泛應(yīng)用。（二）凸緣聯(lián)軸器 （圖11-21）組成： 兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器，分裝在兩軸端，靠螺栓聯(lián)接傳遞T凸肩與凹槽嵌合對中(b)拆開時要做軸向移動。(普通螺栓聯(lián)接)對中 鉸制孔螺栓對中(a)拆下螺栓即可分開兩軸，裝拆方便工作原理：鉸制孔

4、螺栓聯(lián)接靠螺栓受擠壓和剪切傳遞轉(zhuǎn)矩 （點擊看圖） 普通螺栓聯(lián)接靠凸緣接合面上的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩（點擊看圖） 半聯(lián)軸器材料：HT200用于轉(zhuǎn)矩中等以下，v 35m/s； ZG270-500或35鋼用于重載，v 高的場合。 聯(lián)軸器特點：結(jié)構(gòu)簡單，對中較可靠，傳遞轉(zhuǎn)矩大，但不消振。應(yīng)用：轉(zhuǎn)速低，軸剛性大，載荷平穩(wěn)，兩軸嚴(yán)格對中，無沖擊的場合。尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，見GB5843-86，重要場合要驗算螺栓聯(lián)接的強度。剪銷式安全聯(lián)軸器將螺栓聯(lián)接銷釘聯(lián)接，過載時銷釘剪斷，以防重要零件損壞。（點擊看圖） 二、剛性可移式聯(lián)軸器由于制造安裝誤差,軸變形及溫度變化等原因,使兩軸不能保證嚴(yán)格對中,而存在不同程度的偏移或偏斜兩

5、軸的偏移形式：（圖11-19） 若用剛性聯(lián)軸器將引起附加動載荷，要求聯(lián)軸器或離合器從結(jié)構(gòu)上適應(yīng)各種形式的偏移，以保證正常工作。聯(lián)軸器（一）滑塊聯(lián)軸器 （圖11-22）組成： 兩個端面開凹槽的半聯(lián)軸器 一個兩面有凸牙(榫)的浮動盤 凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉(zhuǎn)時兩軸間的相對位移 特點：浮動盤中心的運動軌跡為圓，其直徑等于兩軸的偏心距e =y， 在兩軸有相對位移情況下工作時，中間盤會產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損。因此選用時應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。材料：兩半聯(lián)軸器45鋼或ZG310-570（大尺寸用） 中間浮動盤45鋼，表面淬火應(yīng)用：徑向偏移y較大，T大，無沖擊，低速傳動

6、的兩軸聯(lián)接， 允許 nmax =100250r/min ， y0.04d , 30。點擊動畫聯(lián)軸器（二）齒輪聯(lián)軸器 （圖）組成：兩個帶外齒的半聯(lián)軸器1兩個帶內(nèi)齒的外殼3聯(lián)接螺栓5， 靠內(nèi)外齒嚙合傳遞 T。 特點：齒形為漸開線,20,一般Z=3080；外齒齒頂承橢球面,且與內(nèi)齒嚙合后有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙允許較大的綜合偏移；外殼內(nèi)貯油，以便潤滑嚙合齒輪；因嚙合傳動，傳遞轉(zhuǎn)矩大；制造困難，成本高。材料：45鍛鋼或鑄鋼，HB250；外殼HB290。應(yīng)用：重型機械，允許 y2.46.3mm，3。因計算困難，一般根據(jù)轉(zhuǎn)矩查標(biāo)準(zhǔn)，選取合適的尺寸聯(lián)軸器（三）萬向聯(lián)軸器 （圖11-23）組成：兩個叉形接頭1、3

7、中間十字軸2 軸銷(在十字軸里) 構(gòu)成可動的聯(lián)接。 特點：允許兩軸間有較大的角偏移,max=3545(但)； 運轉(zhuǎn)中變化也能工作，但瞬時傳動比變化，且12； 徑向尺寸小。缺點:當(dāng)主動軸角速度1為常數(shù)時，從動軸的角速度3在一定范圍內(nèi)(1cos3 1/cos)變化，引起附加動載荷。 常將萬向聯(lián)軸器成對使用雙萬向聯(lián)軸器（動畫）為使3=1 ，安裝注意： 必須保證主從動軸與中間聯(lián)接軸之間的夾角相等， 中間軸兩端的叉形接頭應(yīng)在同一平面內(nèi)。1212這時，中間軸轉(zhuǎn)速仍不均勻，但因慣性不大，產(chǎn)生的動載荷也不大。十字軸式萬向聯(lián)軸器（圖）（動畫）聯(lián)軸器雙萬向聯(lián)軸器示意圖材料：合金鋼 40Cr，20Cr等。應(yīng)用：機床

8、、汽車、工程機械等設(shè)備中。以上各種聯(lián)軸器的共同特點：1）剛性零件，缺乏緩沖吸振能力；2）有相對滑動的零件,磨損間隙,當(dāng)載荷、速度變化時,引起沖擊；3）零件間的摩擦阻力隨載荷的增加而增加，當(dāng)阻力達(dá)到一定程度時，零件移動困難附加動載荷。要求這類聯(lián)軸器摩擦表面硬度高，且需潤滑以減少摩擦阻力。三、金屬彈性元件聯(lián)軸器聯(lián)軸器主要特點：補償兩軸偏移，偏斜，緩沖、吸振，減小軸的扭轉(zhuǎn)振動。應(yīng)用：頻繁啟動、變載、常正反轉(zhuǎn)動，兩軸不能嚴(yán)格對中的場合。常用的有：蛇形彈簧聯(lián)軸器 ，簧片聯(lián)軸器。徑向簧片聯(lián)軸器組成：兩半聯(lián)軸器 一疊簧片(6組徑向放置)聯(lián)接螺栓 外輪 簧片一端固定在輪轂中，另一端嵌在外輪的楔槽中特點：彈性高

9、,阻尼值大,傳遞T大,結(jié)構(gòu)緊湊,工作可靠,不受溫度、灰塵等環(huán)境影響。允許y0.451mm, x=1.55mm, 應(yīng)用：載荷變動較大,易發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動的軸系,如高速大功率柴油機驅(qū)動的機組中特性：聯(lián)軸器受T后，被聯(lián)接兩軸將因彈性元件的變形而產(chǎn)生相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角。 定剛度與T成正比關(guān)系的彈性元件為定剛度， 變剛度與T不成正比的為變剛度。 金屬材料的彈性元件由于其結(jié)構(gòu)不同，可有變剛度的與定剛度的兩種。聯(lián)軸器四、非金屬彈性元件聯(lián)軸器（一）彈性套柱銷聯(lián)軸器 （圖11-25）組成： 兩半聯(lián)軸器 套有彈性圈的柱銷特點： 結(jié)構(gòu)簡單，成本低，允許綜合偏移，且緩沖、吸振。允許最大偏移量： y0.20.7mm, x=27.

10、5mm, =30130注：為補償較大的x，安裝時要留出間隙C,設(shè)計時要留出距離A，以便更換橡膠圈時不必拆開兩軸。（見圖1811）材料：半聯(lián)軸器HT200,ZG270-500,或35鋼 柱銷35鋼，正火處理 彈性套天然橡膠或合成橡膠應(yīng)用：啟動頻繁,變載下工作的軸聯(lián)接；工作溫度t=-2050；圓周速度Vmax30m/s；確保無油和其它有害于橡膠的介質(zhì)。非金屬材料的彈性元件都是變剛度的，常用非金屬材料的剛度多隨載荷的增大而增大，故緩沖性好，特別適用于工作載荷有較大變化的機器。 聯(lián)軸器（二）彈性柱銷聯(lián)軸器 （圖11-26）組成：兩半聯(lián)軸器 MC尼龍柱銷 + 兩側(cè)擋板（以防柱銷滑出）特點：結(jié)構(gòu)簡單,制造

11、容易,維護方便,傳遞T大,允許較大的y,緩沖、吸振,但對溫度敏感,不宜用于高溫。允許偏移量： y, =30工作溫度： t= -2060應(yīng)用：代替彈性套柱銷聯(lián)軸器，傳遞大的T。（三）梅花形彈性聯(lián)軸器 （圖）組成：將梅花形彈性元件置于兩半聯(lián)軸器的凸爪之間,工作時彈性件受擠壓并傳遞轉(zhuǎn)矩。特點：結(jié)構(gòu)簡單，價格低，有良好的補償位移和減振能力。允許偏移量：y, x1.25mm, =12允許外緣速度：鑄鐵V=3050m/s；鑄鋼V=60m/s; 鍛鋼V=100120m/s 。彈性元件材料：丁腈橡膠，聚氨脂，尼龍等。聯(lián)軸器（四）輪胎式聯(lián)軸器 （圖）特點：富有彈性，消振能力強，扭轉(zhuǎn)剛度小，但徑向尺寸較大，過載時

12、產(chǎn)生附加軸向載荷。 組成：輪胎狀彈性元件 加緊板 兩半聯(lián)軸器 螺釘允許偏移量：y, x0.02D, =512(D為輪胎外徑)應(yīng)用：起動頻繁，正反轉(zhuǎn)向，nmax=5000r/min,沖擊大的兩軸聯(lián)接。五、聯(lián)軸器的選擇1.類型選擇：根據(jù)機器工作條件、特點及要求，結(jié)合各類聯(lián)軸器的性能選擇。原則：低速，剛性大的短軸剛性固定式聯(lián)軸器 轉(zhuǎn)速低，剛性小的長軸剛性可移式聯(lián)軸器 轉(zhuǎn)矩較大的重型機械齒輪聯(lián)軸器 中高轉(zhuǎn)速，有振動的軸彈性聯(lián)軸器 軸線相交的兩軸萬向聯(lián)軸器 有安全保護要求時安全聯(lián)軸器例題: 選擇圖1815中減速器和運輸機之間的聯(lián)軸器,減速器輸出端軸徑d1=40mm，運輸機輸入端軸徑d2=42mm，該軸傳

13、遞功率，轉(zhuǎn)速n=300r/min，試選擇所需的聯(lián)軸器。聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩Tc： TcKAT使聯(lián)軸器 d軸d孔(mm), 長度L及孔的結(jié)構(gòu)形式由具體情況而定； TcT(Nm)， Tc計算轉(zhuǎn)矩，T許用轉(zhuǎn)矩或公稱轉(zhuǎn)矩； nn (r/min) ， n軸的實際轉(zhuǎn)速，n聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速。 T所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩Nmm ;KA工作情況系數(shù)，表181考慮較低,傳遞P不大,安裝時不易完全同軸線。解1類型選擇：選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。2計算轉(zhuǎn)矩：名義轉(zhuǎn)矩 T9550Pn300153.76 Nm 查表181取KA1.5,則計算轉(zhuǎn)矩為 Tc=KA153.76=230.64Nm3型號選擇: 從GB4323-84中查得TL7聯(lián)軸器

14、的T=500Nm,n=2800r/min，軸徑為4045mm之間，故選定 TL7聯(lián)軸器 GB4323-84 。思考題 2.尺寸選擇： 根據(jù) n、d、Tc 查標(biāo)準(zhǔn)，定具體型號尺寸 必要時，對主要零件進行強度驗算。離合器 離合器作用：離合器用來聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中主、從動部分可分離可接合。一、離合器的分類按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類；按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類；按操縱方式分有機械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等；可自動離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能 在特定條件下，自動地接合或分離。二、對離合器的基本要求分離、

15、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動作準(zhǔn)確可靠；結(jié)構(gòu)簡單，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，散熱條件好；操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。由兩個端面帶牙的半離合器1、3組成。從動半離合器3用導(dǎo)向平鍵或花鍵與軸聯(lián)接，另一半離合器1用平鍵與軸聯(lián)接，對中環(huán)2用來使兩軸對中，滑環(huán)4可操縱離合器的分離或接合。一、 牙嵌式離合器離合器二、 摩擦離合器 摩擦離合器利用主、從動半離合器摩擦片接觸面間的摩擦力傳遞扭矩。 為提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，多采用多片摩擦片。他能在不停車或兩軸有較大轉(zhuǎn)速差時進行平穩(wěn)結(jié)合，且可在過載時因摩擦片間打滑而起到過在保護作用。多片離合器結(jié)構(gòu)組成

16、單片離合器動作過程多片離合器動作過程離合器三、 安全離合器 1. 牙嵌式安全離合器滾柱式超越離合器四、 超越離合器 (動畫)離合器2. 滾珠安全離合器點擊看圖五、 電磁離合器 (動畫)思考題1. 聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？兩者的功用有何異同？2. 聯(lián)軸器和離合器各有哪些類型？各類具有什么特點？3. 聯(lián)軸器和離合器的計算轉(zhuǎn)矩如何計算？工作情況系數(shù)K與哪些因素有關(guān)？4. 選用聯(lián)軸器時，應(yīng)考慮哪些主要因素？選擇的原則是什么？5. 試比較剛性固定式聯(lián)軸器和剛性可移式聯(lián)軸器的特點，并各舉出一些常用 的結(jié)構(gòu)型式。6. 試結(jié)合典型結(jié)構(gòu)型式，說明剛性可移式聯(lián)軸器可能有哪幾種相對位移？7. 齒輪聯(lián)軸器為什么有補償綜合位移？8. 什么是定剛度彈性聯(lián)軸器？什么是變剛度彈性聯(lián)軸器?各適用于什么工作條件？9. 離合器應(yīng)滿足哪些基本要求？10.手冊上給出了幾種聯(lián)軸器？各用于什么場合？如何選擇？如何標(biāo)記？ 圖片 返回套