第13章 聯(lián)軸器和離合器

本講重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容：聯(lián)軸器和離合器是機(jī)械傳動(dòng)中的常用部件。它們主要用于兩軸的連接，使其實(shí)現(xiàn)一起傳動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩，有時(shí)也可用作為作安全裝置。2、常用離合器的工作原理及特點(diǎn)1、聯(lián)軸器的類型、特點(diǎn)、應(yīng)用及選擇第十三章聯(lián)軸器和離合器第一節(jié)常用聯(lián)軸器第二節(jié)離合器第十三章聯(lián)軸器和離合器本講小結(jié)1、了解聯(lián)軸器的類型2、了解聯(lián)軸器的選擇及標(biāo)記3、熟練掌握聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)與使用第一節(jié)常用聯(lián)軸器聯(lián)軸器的種類很多，其中大部分都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，一般只需選用即可。在選擇時(shí)，通常先根據(jù)工作要求選擇合適的類型；然后按照軸的直徑、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其型號和結(jié)構(gòu)尺寸，必要時(shí)還應(yīng)對其中某些零件進(jìn)行工作能力驗(yàn)算；最后給出其標(biāo)記。一、聯(lián)軸器的類型二、聯(lián)軸器型號的選擇三、聯(lián)軸器的標(biāo)記返回本章一、聯(lián)軸器的分類按照ＧＢ／Ｔ１２４５８—２００３，聯(lián)軸器的分類如下所示：返回本節(jié)聯(lián)軸器的類型聯(lián)軸器型號表示方法如下所示：返回型號示例：例１公稱轉(zhuǎn)矩為63Ｎ·ｍ的基本型彈性套柱銷聯(lián)軸器型號為：LT4。例２公稱轉(zhuǎn)矩為1000Ｎ·ｍ的帶制動(dòng)輪彈性套柱銷聯(lián)軸器型號為：LTZ9。剛性聯(lián)軸器（１）套筒聯(lián)軸器（GT型）如圖所示，它是用一個(gè)套筒，通過鍵或銷等連接零件使兩軸相連。被連接的軸徑一般不超過80mm，套筒用35鋼或45鋼制造。這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸??；但傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，不能緩沖和吸振，被連接的兩軸必須嚴(yán)格對中，裝拆時(shí)軸需要作軸向移動(dòng)，常用于機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中。返回剛性聯(lián)軸器（２）凸緣聯(lián)軸器如圖所示，這是應(yīng)用較為廣泛的一種剛性聯(lián)軸器。它是用螺栓組把兩個(gè)帶有凸緣的半聯(lián)軸器連接起來，并通過鍵實(shí)現(xiàn)與兩軸的連接。返回?zé)o彈性元件撓性聯(lián)軸器（１）滑塊聯(lián)軸器如圖所示為滑塊聯(lián)軸器（HH型），由兩個(gè)帶有凹槽的半聯(lián)軸器1和3及一個(gè)兩端面都有凸榫的中間圓盤2組成。半聯(lián)軸器固裝在兩根軸端，中間圓盤兩端面的凸榫相互垂直，且分別嵌在兩個(gè)半聯(lián)軸器的凹槽中。因中間圓盤的凸榫可在兩半聯(lián)軸器的凹槽中往返滑動(dòng)，故可補(bǔ)償安裝及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸間的相對位移返回?zé)o彈性元件撓性聯(lián)軸器（２）齒式聯(lián)軸器圖所示為鼓形齒齒式聯(lián)軸器（CG型），1、4為兩個(gè)具有鼓形齒外齒輪的半聯(lián)軸器，用鍵分別與兩軸相連。2、3為兩個(gè)帶有內(nèi)齒輪的外殼，用螺栓5將其連接在一起，依靠內(nèi)、外齒輪相嚙合來傳遞轉(zhuǎn)矩。內(nèi)、外齒輪的齒數(shù)、模數(shù)分別相等，一般為30-80個(gè)齒，齒廓曲線是壓力角為20°的漸開線。外齒輪齒頂制成球心位于齒輪軸線上的球面，齒側(cè)制成鼓形（圖）。內(nèi)、外齒輪嚙合時(shí)，要保證具有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙，用以補(bǔ)償兩軸間可能出現(xiàn)的各種位移（圖）。為了減小補(bǔ)償位移時(shí)齒面的滑動(dòng)摩擦和磨損，可通過注油孔向殼體內(nèi)注入潤滑油。圖中的密封圈6是為防止?jié)櫥托孤┒O(shè)置的。返回返回返回本節(jié)返回本節(jié)（３）鏈條聯(lián)軸器圖所示為雙排滾子鏈聯(lián)軸器（TGS型），半聯(lián)軸器1、3為兩個(gè)齒數(shù)相同的鏈輪，分別用鍵與兩軸相連。雙排滾子鏈2同時(shí)與兩個(gè)半聯(lián)軸器的鏈輪嚙合，從而實(shí)現(xiàn)兩軸的連接。

鏈條聯(lián)軸器的潤滑對其性能有很大影響。轉(zhuǎn)速較低時(shí)應(yīng)定期涂潤滑脂，轉(zhuǎn)速高時(shí)更應(yīng)充分潤滑，并安裝罩殼。無彈性元件撓性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(lián)軸器（４）萬向聯(lián)軸器如圖所示，它由兩個(gè)叉形半聯(lián)軸器１、２和中間十字軸３組成，十字軸的四端用鉸鏈分別與軸１和軸２上的叉形接頭相連。因此，兩軸可相對偏斜，且偏斜角α可達(dá)35°～45°。但是，在這種單萬向聯(lián)軸器中，兩軸的瞬時(shí)角速度并不時(shí)時(shí)相等，即當(dāng)主動(dòng)軸１以等角速度ω1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸２的角速度ω2卻是不斷變化的，從而產(chǎn)生附加動(dòng)載荷，使傳動(dòng)失去平穩(wěn)性。為了保證從動(dòng)軸與主動(dòng)軸以同步的角速度運(yùn)轉(zhuǎn)，萬向聯(lián)軸器常成對使用，組成雙萬向聯(lián)軸器（圖）。為此，雙萬向聯(lián)軸器安裝時(shí)應(yīng)滿足如下三個(gè)條件：①主、從動(dòng)軸與中間軸三軸線在同一平面內(nèi)；②中間軸兩端的叉面位于同一平面內(nèi)；③主動(dòng)軸與中間軸的夾角等于中間軸與從動(dòng)軸的夾角。返回返回非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器和金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器，都是利用彈性元件的彈性變形來補(bǔ)償兩軸間相對位移的，都屬于撓性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器具有緩沖和吸振功能，因此在頻繁起動(dòng)、受變載荷、高速運(yùn)轉(zhuǎn)、經(jīng)常反向和兩軸不便于嚴(yán)格對中的地方，最好采用撓性聯(lián)軸器。返回非金屬彈性元件與金屬彈性元件相比，儲存能量較多、彈性滯后性能較好，其緩沖能力和消振能力較強(qiáng)，且非金屬彈性元件聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，故應(yīng)用廣泛；其缺點(diǎn)是尺寸較大，而且壽命較短。非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器下一頁（１）彈性套柱銷聯(lián)軸器（LT型）其構(gòu)造和凸緣聯(lián)軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷代替了連接螺栓（圖）。安裝時(shí)，兩半聯(lián)軸器之間要留有一定的間隙C，以便補(bǔ)償兩軸間的軸向位移。半聯(lián)軸器通常用HT200制造，也可用35鋼或ZG270

500制造;柱銷用35鋼制造；彈性套以天然橡膠或合成橡膠為材料，且制成蛹狀，以提高其彈性。非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器下一頁（２）彈性柱銷聯(lián)軸器（LX型）如圖所示，這種聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上類似于彈性套柱銷聯(lián)軸器，只是用尼龍柱銷代替彈性套柱銷作為中間連接件。為了防止柱銷從半聯(lián)軸器的孔中滑出，可在兩端安裝固定擋圈。與彈性套柱銷聯(lián)軸器相比，彈性柱銷聯(lián)軸器能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝、制造方便，耐久性好，但補(bǔ)償兩軸的相對位移量要小些。返回二、聯(lián)軸器型號的選擇首先確定其計(jì)算轉(zhuǎn)矩，即：式中，Ｔｃ是軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Ｎ·ｍ）；Ｋ是工作情況系數(shù)，見表；Ｔ是軸的名義轉(zhuǎn)矩（Ｎ·ｍ）。返回本章然后，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Ｔｃ、軸的轉(zhuǎn)速n以及各軸端直徑d等，從所選類型聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)中，確定所需要的型號和尺寸。凸緣聯(lián)軸器、LT型彈性套柱銷聯(lián)軸器和LX型彈性柱銷聯(lián)軸器的部分技術(shù)數(shù)據(jù)分別列于附表13-1～附表13-3，其他聯(lián)軸器的技術(shù)數(shù)據(jù)可查國家標(biāo)準(zhǔn)或《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》。選擇時(shí)應(yīng)滿足：①計(jì)算轉(zhuǎn)矩Ｔｃ不超過聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩Ｔｎ，即Ｔｃ≤Ｔｎ；②轉(zhuǎn)速ｎ不超過聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速［ｎ］，即ｎ≤［ｎ］；③軸端直徑一般應(yīng)在聯(lián)軸器的孔徑范圍之內(nèi)。二、聯(lián)軸器型號的選擇三、聯(lián)軸器的標(biāo)記聯(lián)軸器標(biāo)記的構(gòu)成如下：返回本節(jié)三、聯(lián)軸器的標(biāo)記1、軸及軸上零件要有確定的工作位置，而且固定可靠。返回本節(jié)離合器的選擇方法與聯(lián)軸器類似。首先根據(jù)工作條件和使用要求確定離合器的類型，然后根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Ｔｃ＝ＫＴ，在已有的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范中選取適當(dāng)?shù)男吞?。工作情況系數(shù)Ｋ仍按表13-1選取。離合器種類繁多，常用的可分為牙嵌式與摩擦式兩大類。這里僅介紹它們的工作原理及特點(diǎn)，供選型時(shí)參考，其主要尺寸和計(jì)算可查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》。返回本節(jié)第二節(jié)離合器一、牙嵌離合器牙嵌離合器由兩個(gè)端面上帶有牙的套筒組成（圖）。套筒１固定在主動(dòng)軸上，套筒２用導(dǎo)向鍵３與從動(dòng)軸連接。利用操縱機(jī)構(gòu)移動(dòng)套筒２，可使兩個(gè)套筒端面上的牙相互嵌合或分離，從而實(shí)現(xiàn)軸的接合與分離。為了便于兩軸對中，在套筒１中固定有對中環(huán)４，從動(dòng)軸可在對中環(huán)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。返回本節(jié)二、摩擦離合器圖所示單片式摩擦離合器是最簡單的圓盤摩擦離合器，圓盤１固裝在主動(dòng)軸上，圓盤２通過導(dǎo)向鍵安裝在從動(dòng)軸上，操縱滑環(huán)３可使圓盤２作軸向移動(dòng)。兩盤接合時(shí)，在軸向力Ｆ的作用下，圓盤間產(chǎn)生圓周方向的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞。單片式離合器結(jié)散熱性好，但傳遞的轉(zhuǎn)矩小，多用于輕型機(jī)械。返回本節(jié)二、摩擦離合器返回圖所示是一種典型的多片式摩擦離合器結(jié)構(gòu)。主動(dòng)軸1與外套2相連接，從動(dòng)軸10與套筒9相連接，外套內(nèi)裝有一組摩擦片4，也稱外摩擦片，其形狀如圖所示。它們的外緣凸齒插在外套的軸向凹槽內(nèi)，而內(nèi)緣不與任何零件接觸，故可隨外套一起回轉(zhuǎn)，又可沿軸向移動(dòng)。套筒9上裝有另一組摩擦片5，也稱內(nèi)摩擦片，其形狀如圖所示。它們的內(nèi)緣凸齒插在套筒的軸向凹槽內(nèi)，而外緣不與任何零件接觸，故可隨套筒一起回轉(zhuǎn)，也可沿軸向移動(dòng)。套筒9上開有均布的幾個(gè)縱向槽，每個(gè)槽內(nèi)安裝一個(gè)可繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)的曲臂壓桿8。當(dāng)滑環(huán)7左移時(shí)，壓桿