第五章 聯(lián)軸器、離合器

一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求二、學(xué)習(xí)指導(dǎo)三、典型實例分析四、復(fù)習(xí)題五

、復(fù)習(xí)題參考答案第十四章聯(lián)軸器、離合器和制動器回目錄

1．基本內(nèi)容（1）聯(lián)軸器的組成與分類；幾種常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點以及選擇和計算方法。（2）離合器的組成與分類；幾種常用離合器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點及其選擇。（3）制動器的組成與分類；幾種常用制動器的工作原理。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求

2．學(xué)習(xí)要求（1）了解聯(lián)軸器、離合器和制動器的功用。（2）掌握聯(lián)軸器連接兩軸間位置的補償原理，聯(lián)軸器與離合器在功能上的異同點。（3）掌握常用聯(lián)軸器、離合器和制動器的主要類型、結(jié)構(gòu)特點、工作原理、性能和選擇及計算方法。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求

3.重點幾種常用聯(lián)軸器、離合器和制動器的種類、工作原理、結(jié)構(gòu)、特點。4.難點各種聯(lián)軸器、離合器的選用。一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求

第一節(jié)聯(lián)軸器一、聯(lián)軸器的組成和分類

聯(lián)軸器和離合器是用來聯(lián)接兩軸（或軸與轉(zhuǎn)動件），并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的部件。兩者的區(qū)別是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有在機器停車后，通過拆卸才能彼此分離；而用離合器聯(lián)接的兩軸則可在機器轉(zhuǎn)動過程中隨時使兩軸分離和接合。制動器是對機械的運動件施加阻力或阻力矩，使其減速、停止或保持靜止?fàn)顟B(tài)的部件。第十四章聯(lián)軸器、離合器和制動器二、聯(lián)軸器與離合器的分類無彈性元件聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器有彈性元件聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(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)軸器下面將對各種聯(lián)軸器作詳細介紹聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器又分為固定式和可移式兩種型式。固定式聯(lián)軸器要求兩軸嚴格對中；而可移式聯(lián)軸器允許兩軸有一定的安裝誤差，能補償兩軸的對中偏差。彈性聯(lián)軸器內(nèi)包含有彈性元件，具有緩沖吸振作用，同時可補償兩軸間的偏移。固定式剛性聯(lián)軸器又可分為：套筒式聯(lián)軸器、夾殼式聯(lián)軸器和凸緣式聯(lián)軸器。二、固定式剛性聯(lián)軸器應(yīng)用最廣泛的是凸緣式聯(lián)軸器GB5843－86。這種聯(lián)軸器要求兩軸線嚴格對中準(zhǔn)確。適用于速度比較低，轉(zhuǎn)矩比較大的場合。三、可移式剛性聯(lián)軸器1.齒式聯(lián)軸器(GB8854.3-2001)齒式聯(lián)軸器是允許兩軸作綜合位移的，它允許徑向位移y≤6.3mm，角位移α≤30′。常用重型機械中。2.十字滑塊聯(lián)軸器兩軸線之間允許徑向位移y≤0.04d（d為軸徑），角位移α≤30′。應(yīng)用在剛度較大，轉(zhuǎn)速較低的場合，限制轉(zhuǎn)速在n≤300r／min。潘存云教授研制5、雙萬向鉸鏈機構(gòu)將兩個單萬向鉸鏈機構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬向鉸鏈機構(gòu)。安裝要求：①主動、從動、中間三軸共面；②主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等；③中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。ααC2αα121C為了消除從動軸變速轉(zhuǎn)動的缺點，常3.萬向聯(lián)軸器當(dāng)一個軸的位置固定以后，另一個軸可以在任意方向偏斜α角，允許角位移在35°～45°左右。主要用在汽車、拖拉機底盤等機械中。四、彈性聯(lián)軸器1.彈性套柱銷聯(lián)軸器

(GB4323－2002)特點是：結(jié)構(gòu)簡單、更換方便，能吸收沖擊振動，并能補償兩軸線的位移和偏斜。主要用在連接經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)、啟動頻繁、載荷比較平穩(wěn)，傳遞功率比較大的場合。2.彈性柱銷聯(lián)軸器

(GB5014－2003)適用于軸向竄動量大、正反轉(zhuǎn)變化較多和啟動頻繁的場合。第二節(jié)離合器作用：在機器中使兩軸隨時分離或接合來傳遞動力。一、牙嵌離合器適用于速度比較低場合。并且不能在機器運轉(zhuǎn)過程中接合。二、圓盤摩擦離合器分單片和多片。

多片圓盤摩擦離合器特點是：兩軸能在不停車的情況下進行接合，而且接合的比較平穩(wěn)，沖擊振動小，當(dāng)過載時，摩擦面之間發(fā)生打滑，還可以避免損壞其他零件，起到安全裝置的作用。應(yīng)用相當(dāng)廣泛。三、聯(lián)軸器與離合器的選用

1.聯(lián)軸器與離合器的選擇a）通常對于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速低且穩(wěn)定、剛性大的短軸可選用剛性固定式聯(lián)軸器；b）對于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速低且穩(wěn)定、剛性小的長軸，為了補償安裝誤差和軸或其他相連接件的變形，可選用無彈性元件撓性聯(lián)軸器；c）對傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機械，選用齒輪聯(lián)軸器；d）對于高速且有沖擊振動的軸應(yīng)選用有彈性元件撓性聯(lián)軸器。

2.選擇步驟：

a)大部分聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時主要是根據(jù)機器的工作要求和特點，結(jié)合聯(lián)軸器的性能選擇合適的類型。

b)按照連接的主從動軸徑、計算轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速在標(biāo)準(zhǔn)中選出相應(yīng)的型號。在選用時，應(yīng)使標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)型號聯(lián)軸器的許用最大轉(zhuǎn)矩大于或等于計算轉(zhuǎn)矩，同時被連接的主從動軸徑的尺寸要在相應(yīng)型號聯(lián)軸器允許的直徑范圍之內(nèi)。計算轉(zhuǎn)矩：Tc＝KA×TKA－工作情況系數(shù)表17－1。T－電機額定轉(zhuǎn)矩舉例：例1凸緣聯(lián)軸器代號：YL8聯(lián)軸器40×112GB5843-86表示：Y型軸孔，A型鍵槽，軸孔直徑d=40mm,軸孔長度L=112mm。Y型表示長圓柱型軸孔。該型號說明主動軸和從動軸直徑和長度相同。例2：如果主動軸和從動軸直徑和長度不相同，分別寫為:分子主動軸，分母從動軸。J型和J1型表示：短圓柱型軸孔。

例3：彈性套柱銷聯(lián)軸器表示：分子是主動軸，Z型軸孔（帶1：10錐度的錐孔）

C型鍵槽，d1=16mm，L=30mm。

分母是從動軸，

J型軸孔,B型鍵槽,d1=18mm,L=42mm。

第三節(jié)

制動器一、制動器的工作原理、組成和類型1.制動器的工作原理制動器多為摩擦制動器，即利用摩擦元件之間產(chǎn)生摩擦阻力矩來消耗機械運動部件的動能，以達到制動的目的。制動器通常安裝在機械中轉(zhuǎn)速較高的軸上，這樣所需制動力矩和制動器尺寸均可較小。圖13-3

2.制動器的組成制動器主要由制動架、摩擦元件和驅(qū)動裝置三部分組成。制動架是制動器其他部分安裝和支承的基礎(chǔ)。摩擦元件與制動輪以面相接觸，以產(chǎn)生制動摩擦力矩。驅(qū)動裝置則將作用于制動器的驅(qū)動力放大并傳遞給摩擦元件以實現(xiàn)制動（緊閘），或使摩擦元件與制動輪脫離接觸而松閘。另外，許多制動器摩擦元件的間隙還裝有自動調(diào)整裝置。

3.制動器的類型摩擦制動器按摩擦元件的結(jié)構(gòu)型式分為帶式制動器、閘瓦式制動器和盤式制動器三類。

三、典型實例分析例13-1一碎石機軸與齒輪減速器輸出軸相連接。已知工作轉(zhuǎn)矩T=2.5kN·m，減速器輸出軸軸徑d1=90mm；碎石機軸徑d2=100mm，轉(zhuǎn)速n=800r／min，試確定聯(lián)軸器的型號，并寫出其標(biāo)記。三、典型實例分析解：⑴類型選擇因用于低速軸，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，為使結(jié)構(gòu)緊湊，選用齒式聯(lián)軸器。⑵求計算轉(zhuǎn)矩Tc根據(jù)原動機為電動機，工作機為碎石機查得：工作情況系數(shù)K=2.3，求得計算轉(zhuǎn)矩為Tc=KT=（2.3×2.5）kN·m=5.75kN·m三、典型實例分析⑶型號選擇從機械設(shè)計手冊（ZB/T19013—1989）查得：GⅡCL7型鼓形齒式聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為6300N·m，許用最大轉(zhuǎn)速為3750r/min，軸徑范圍為50~105mm，故合用。減速器軸端半聯(lián)軸器用Y型軸孔，軸孔直徑d1=90mm，軸孔長度L1=172mm；碎石機軸端半聯(lián)軸器用J1型軸孔，軸孔直徑d2=100mm，軸孔長度L2=167mm。所以聯(lián)軸器的標(biāo)記為三、典型實例分析常用聯(lián)軸器的特點和使用條件類別型式特點使用條件聯(lián)軸器剛性固定式

套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)較簡單，徑向尺寸小，但裝拆不方便用于兩軸直徑較小，同心度高、工作平穩(wěn)的連接凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩對中精度較高，載荷平穩(wěn)的連接三、典型實例分析常用聯(lián)軸器的特點和使用條件類別型式特點使用條件聯(lián)軸器剛性可移式

十字滑塊聯(lián)軸器

徑向尺寸小，壽命較長，但制造復(fù)雜，需要潤滑

用于低速傳動，兩軸同軸度誤差較大的情況齒式聯(lián)軸器

承載能力大，工作可靠，但制造成本高

可在高溫重載條件下工作，常用在起動頻繁，正反轉(zhuǎn)變化較多的場合萬向聯(lián)軸器徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，單個使用有附加動載荷，所以常成對使用用于兩軸夾角大、或兩軸平行但連接距離大的場合三、典型實例分析常用聯(lián)軸器的特點和使用條件類別型式特點使用條件彈性聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性較好，裝拆方便，成本低，但彈性套易損壞，壽命短，要限制使用溫度用于連接載荷平穩(wěn)，需正反轉(zhuǎn)，起動頻繁，高速輕載的場合彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維護方便，壽命長，但要限制使用溫度用于正反轉(zhuǎn)變化較多，起動頻繁的高、低速傳動1.問答題⑴聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？兩者的功用有何異同？⑵剛性固定式聯(lián)軸器和剛性可移式聯(lián)軸器有何區(qū)別？各適合于什么工作條件？⑶剛性可移式聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器有何區(qū)別？各適合于什么工作條件？⑷剛性凸緣式聯(lián)軸器有哪幾種對中方法？各有什么特點？⑸單萬向聯(lián)軸器的主要缺點是什么？雙萬向聯(lián)軸器正確安裝的條件是什么？⑹怎樣計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩？工作情況系數(shù)K與哪些因素有關(guān)？

四、復(fù)習(xí)題⑺在下列工況下，選擇哪類聯(lián)軸器較好？試舉出一種聯(lián)軸器的名稱。 ①載荷平穩(wěn)、沖擊輕微，兩軸易于準(zhǔn)確對中，同時希望壽命較長； ②載荷比較平穩(wěn)、沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對偏移； ③載荷不平穩(wěn)，且具有較大沖擊和振動。⑻牙嵌離合器常用的牙形有幾種？各有什么特點？⑼為什么要限制圓盤摩擦離合器接合面的數(shù)目？⑽制動器常用在哪些場合？它們的工作原理是什么？⑾制動器通常是安裝在機器的高速軸上還是低速軸上？為什么？四、復(fù)習(xí)題2.選擇題（1）聯(lián)軸器與離合器的主要作用是_____。(A)緩和沖擊和振動；(B)補償兩軸間的偏移；(C)聯(lián)接兩軸并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩；(D)防止機器發(fā)生過載。（2）剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器的主要區(qū)別是_____。(A)彈性聯(lián)軸器內(nèi)裝有彈性件，而剛性聯(lián)軸器沒有；(B)彈性聯(lián)軸器能補償兩軸間的偏移，而剛性聯(lián)軸器不能；(C)剛性聯(lián)軸器要求兩軸嚴格對中，而彈性聯(lián)軸器不要求對中；(D)彈性聯(lián)軸器過載時能打滑，而剛性聯(lián)軸器不能。（3）彈性聯(lián)軸器不適用于_____工作場合。(A)兩軸線有相對偏移；(B)傳遞較大轉(zhuǎn)矩；(C)兩軸線傾斜一角度；(D)工作中有沖擊、振動及起動頻繁

四、復(fù)習(xí)題（4）安裝凸緣聯(lián)軸器時，對兩軸的要求是_____。(A)兩軸嚴格對中；(B)兩軸可有徑向偏移；(C)兩軸可相對傾斜一角度；(D)兩軸可有綜合位移。（5）齒式聯(lián)軸器的特點是_____。(A)可補償兩軸的綜合位移；(B)可補償兩軸的徑向偏移；(C)可補償兩軸的角偏移；(D)有齒頂間隙，能吸收振動（6）下列_____不是彈性套柱銷聯(lián)軸器的特點。(A)結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便；(B)價格低廉；(C)能吸收振動和補償兩軸的綜合位移。(D)彈性套不易損壞，使用壽命長。（7）用于聯(lián)接兩相交軸的單萬向聯(lián)軸器，其主要缺點是______。(A)結(jié)構(gòu)龐大，維護困難；(B)零件易損壞，使用壽命短；(C)只能傳遞小轉(zhuǎn)矩；(D)主動軸作等速運動，但從動軸作周期性的變速運動。四、復(fù)習(xí)題

（8）橋式起重機兩傳動軸用齒式聯(lián)軸器CL2相聯(lián)，兩軸直徑相等，軸的轉(zhuǎn)速n=70r/min，如該聯(lián)軸器許用最大轉(zhuǎn)矩為1400N·m，取工作情況系數(shù)K=1.5，試求聯(lián)軸器能傳遞的最大功率Pmax。(A)Pmax=10.26kW；（B）Pmax=6.84kW；(C)Pmax=10kW；（D）Pmax=15.39kW。（9）牙嵌離合器只能在__________接合。(A)單向轉(zhuǎn)動時；（B）高速轉(zhuǎn)動時；(C)正反轉(zhuǎn)工作時；（D）兩軸轉(zhuǎn)速差很小或停車時。（10）某機器的兩軸，要求在任何轉(zhuǎn)速下都能接合，應(yīng)選擇 ________離合器。(A)摩擦；（B）牙嵌；(C)安全；（D）超越。四、復(fù)習(xí)題四、復(fù)習(xí)題（11）牙嵌離合器的常用牙型有矩形、梯形、鋸齒形三種，在傳遞較大轉(zhuǎn)矩時常用的牙型為梯形，這是因為__________。(A)梯形牙強度較高，離合較容易且磨損能補償；(B)梯形牙與齒接觸面間有軸向分力；(C)接合