機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第9章-軸和聯(lián)軸器

§9.1軸的分類和材料§9.2軸的結(jié)構(gòu)§9.3軸的計(jì)算§9.4軸轂聯(lián)結(jié)§9.5聯(lián)軸器和離合器第九章軸和聯(lián)軸器§9-1軸的分類和材料

軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件(如齒輪、蝸輪等)，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。類型轉(zhuǎn)軸---傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有：分類：按軸的形狀分有：傳動(dòng)軸---只傳遞扭矩心軸---只承受彎矩直軸光軸階梯軸曲軸撓性鋼絲軸二、軸的材料軸工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力多為變應(yīng)力，因此軸的損壞常為疲勞損壞。軸的材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，以及好的工藝性。軸的常用材料主要有碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價(jià)廉、對(duì)應(yīng)力集中，敏感性比合金鋼低，應(yīng)用較為廣泛。對(duì)重要或承載較大的軸，宜選用35、40、45和50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其中以45鋼最為常用，為了提高其機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。對(duì)不重要或受力較小的軸，可采用Q235、Q255或Q275等普通碳素鋼制造。合金鋼具有較高的機(jī)械性能和良好的熱處理性能，但價(jià)格較貴且對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，多用于有特殊要求的軸。常用的合金鋼有20Cr、20CrMnTi、38CrMoAl、40Cr和40MnB等。對(duì)于要求局部表面有較高耐磨性的軸，如與滑動(dòng)軸承配合的高速軸，可采用低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火來(lái)提高軸頸的硬度。進(jìn)行表面熱處理和表面強(qiáng)化處理，對(duì)提高軸的疲勞強(qiáng)度有顯著的效果。必須指出的是：合金元素和熱處理對(duì)鋼的彈性模量影響甚微，因此用合金鋼代替碳素鋼或通過(guò)熱處理來(lái)提高軸的剛度，并無(wú)實(shí)效。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感性較高，因此，設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)，更應(yīng)注意從結(jié)構(gòu)上設(shè)法減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中的程度，并合理地提高其表面質(zhì)量。合金鋼比碳鋼有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，在傳遞大功率并要求減小尺寸和質(zhì)量、要求高的耐磨性，以及處于高溫、低溫和腐蝕條件下的軸常采用合金鋼。在一般工作溫度下（低于200℃），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳鋼和合金鋼軸的剛度相差不多。軸的毛坯一般采用圓鋼或鍛件。直徑相差不大的階梯軸或光軸，可選用熱軋圓鋼車削而成。對(duì)尺寸較大或直徑相差較大的階梯軸，為節(jié)省材料和改善機(jī)械性能，以采用鍛件毛坯為宜。對(duì)形狀復(fù)雜的軸，如曲軸、凸輪軸等可采用球墨鑄鐵。球墨鑄鐵具有價(jià)廉、吸振性好、耐磨性高、應(yīng)力集中敏感性低等優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度低，鑄件質(zhì)量不易控制。軸上各段的名稱軸端軸頭軸頸軸頭

軸通常由軸頭、軸頸、軸肩、軸環(huán)、軸端及不裝任何零件的軸段等部分組成。軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于：軸的毛坯種類軸上作用力的大小及分布情況軸上零件的位置、配合性質(zhì)以及聯(lián)結(jié)固定的方法軸承的類型、尺寸和位置軸的加工方法、裝配方法以及其他特殊要求軸身§9-2軸的結(jié)構(gòu)一、零件在軸上的固定1、軸向固定

為了傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸作相對(duì)滑動(dòng)，軸上零件的軸向固定必須可靠，以使其安裝位置確定，能承受軸向力而不產(chǎn)生軸向位移。常用的軸向固定方法有軸肩、套筒、螺母、擋圈、圓錐面和彈性擋圈等。動(dòng)畫視頻零件的軸向定位由軸肩（軸環(huán)）或套筒來(lái)實(shí)現(xiàn)。軸肩及軸環(huán)----階梯軸上截面變化之處。軸上零件的定位特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可承受較大的軸向力

應(yīng)用：齒輪、帶輪、聯(lián)軸器、軸承等的軸向定位圓螺母特點(diǎn)：定位可靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力由于切制螺紋使軸的疲勞強(qiáng)度下降

應(yīng)用：常用于軸的中部和端部彈性擋圈特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，只能承受很小的軸向力。

應(yīng)用：常用于固定滾動(dòng)軸承等的軸向定位軸端壓板應(yīng)用：用于軸端零件的固定，特點(diǎn)：可承受劇烈振動(dòng)和沖擊。緊定螺釘應(yīng)用：適用于軸向力很小，轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合特點(diǎn)：可承受很小的軸向力。2、軸上零件的周向固定

為了傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，軸和軸上零件必須可靠地沿周向固定（連接）。常用的周向固定方法有：銷、鍵、花鍵、過(guò)盈配合和成形聯(lián)接等，其中以鍵和花鍵聯(lián)接應(yīng)用最廣。鍵連接花鍵連接銷釘連接二、加工和裝配要求軸的形狀要力求簡(jiǎn)單，階梯軸的級(jí)數(shù)應(yīng)盡可能少，軸上各段的鍵槽、圓角半徑、倒角、中心孔等尺寸應(yīng)盡可能統(tǒng)一，以利于加工和檢驗(yàn)軸上需磨削的軸段應(yīng)設(shè)計(jì)出砂輪越程槽，需車制螺紋的軸段應(yīng)有退刀槽當(dāng)軸上有多處鍵槽時(shí)，應(yīng)使各鍵槽位于軸的同一母線上為使軸便于裝配，軸端應(yīng)有倒角對(duì)于階梯軸常設(shè)計(jì)成兩端小中間大的形狀，以便于零件從兩端裝拆軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使各零件在裝配時(shí)盡量不接觸其他零件的配合表面，軸肩高度不能妨礙零件的拆卸三、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

軸的強(qiáng)度與工作應(yīng)力的大小和性質(zhì)有關(guān)。因此在選擇軸的結(jié)構(gòu)和形狀時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：使軸的形狀接近于等強(qiáng)度條件，以充分利用材料的承載能力。盡量避免各軸段剖面突然改變以降低局部應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度。改變軸上零件的布置，有時(shí)可以減小軸上的載荷。

改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的載荷。軸強(qiáng)度不足：斷裂。軸剛度不足：彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形。

§9-3軸的計(jì)算軸設(shè)計(jì)過(guò)程：先按扭矩估算軸徑，再根據(jù)零件布置和固定方式定出軸的結(jié)構(gòu)外形和尺寸，然后再同時(shí)考慮彎矩和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。一、按扭矩估算軸徑這種方法用于只受扭矩或主要受扭矩的不太重要的軸的強(qiáng)度計(jì)算。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。實(shí)心軸的直徑為：

軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為

為了減少鍵槽對(duì)軸的削弱，可按以下方式修正軸徑有一個(gè)鍵槽有兩個(gè)鍵槽軸徑d＞100mm軸徑增大3%軸徑增大7%軸徑d≤100mm軸徑增大5%～7%軸徑增大10%～15%二、按當(dāng)量彎扭校核軸徑危險(xiǎn)截面需要強(qiáng)度校核建立力學(xué)模型

完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，作用在軸上外載荷（轉(zhuǎn)矩和彎矩）的大小、方向、作用點(diǎn)、載荷種類及支點(diǎn)反力等就已確定．可按彎扭合成的理論進(jìn)行軸危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核。

進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，作用于軸上零件的力作為集中力，其作用點(diǎn)取為零件輪轂寬度的中點(diǎn)。支點(diǎn)反力的作用點(diǎn)一般可近似地取在軸承寬度的中點(diǎn)上。

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，通常要對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度校核。對(duì)于鋼制軸可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，強(qiáng)度條件為(10-3)

式中：σe——當(dāng)量應(yīng)力(N／mm2)；

Me——當(dāng)量彎矩(N·mm)， ；

M——危險(xiǎn)截面上的合成彎矩， ，MH、MV分別為水平面上、垂直面上的彎矩；材料σb[σ+1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼折合系數(shù)取值α=0.3----轉(zhuǎn)矩不變；0.6----脈動(dòng)變化；1----對(duì)稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩（頻繁正反轉(zhuǎn)）靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)公式：折合系數(shù)取值：α=0.3----轉(zhuǎn)矩不變；0.6----脈動(dòng)變化；1----頻繁正反轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)公式：材料σb[σ+1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼脈動(dòng)循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力折合系數(shù)取值：α=0.3----轉(zhuǎn)矩不變；0.6----脈動(dòng)變化；1----頻繁正反轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)公式：材料σb[σ+1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力

彎扭合成強(qiáng)度的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行：

(1)繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，標(biāo)出作用力的方向及作用點(diǎn)的位置。(2)取定坐標(biāo)系，將作用在軸上的力分解為水平分力和垂直分力，并求其支反力。(3)分別繪制出水平面和垂直面內(nèi)的彎矩圖。(5)繪制轉(zhuǎn)矩圖。(7)確定危險(xiǎn)剖面，校核危險(xiǎn)剖面的彎扭合成強(qiáng)度。(6)按照強(qiáng)度理論求出當(dāng)量彎矩，并做當(dāng)量彎矩圖(4)計(jì)算合成彎矩，并繪制出合成彎矩圖。三、軸的剛度校核軸的計(jì)算51.軸的彎曲剛度校核計(jì)算軸的彎曲剛度條件為撓度

y≤[y]

偏轉(zhuǎn)角θ

≤[θ]

2．軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)剛度以扭轉(zhuǎn)角

來(lái)度量。軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為[y]和[θ]分別為軸的許用撓度及許用偏轉(zhuǎn)角。

軸的彎曲剛度以撓度y和偏轉(zhuǎn)角θ

來(lái)度量。對(duì)于光軸，可直接用材料力學(xué)中的公式計(jì)算其撓度或偏轉(zhuǎn)角。對(duì)于階梯軸，可將其轉(zhuǎn)化為當(dāng)量直徑的光軸后計(jì)算其撓度或偏轉(zhuǎn)角。名稱允許撓度[y](mm)一般用途的軸剛度要求較嚴(yán)的軸感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軸安裝齒輪的軸安裝蝸輪的軸

(0.0003~0.0005)l

0.0002l

0.1Δ

(0.01~0.03)mn

(0.02~0.05)mt2名稱允許偏轉(zhuǎn)角[θ](rad)滑動(dòng)軸承向心球軸承調(diào)心球軸承圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承安裝齒輪處軸的截面

0.001

0.005

0.05

0.0025

0.0016

0.001~0.002四、軸的設(shè)計(jì)類比法設(shè)計(jì)計(jì)算法根據(jù)軸的工作條件，選擇與其相似的軸進(jìn)行類比及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫出軸的零件圖。根據(jù)軸的工作條件選擇材料，確定許用應(yīng)力。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算出軸的最小直徑。設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)，繪制出軸的結(jié)構(gòu)草圖。包括根據(jù)工作要求確定軸上零件的位置和固定方式；確定各軸段的直徑；確定各軸段的長(zhǎng)度根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角等尺寸按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。修改軸的結(jié)構(gòu)后再進(jìn)行校核計(jì)算。繪制軸的零件圖1）為便于軸上零件的裝拆，一般軸都做成從軸端逐漸向中間增大的階梯狀。零件的安裝次序五、軸的結(jié)構(gòu)工藝性2）裝零件的軸端應(yīng)有倒角，需要磨削的軸端有砂輪越程槽，車螺紋的軸端應(yīng)有退刀槽。（2）軸上所有鍵槽應(yīng)沿軸的同一母線布置。減少加工裝夾次數(shù)。（3）為了便于軸上零件的裝配和去除毛刺，軸及軸肩端部一般均應(yīng)制出45°的倒角。過(guò)盈配合軸段的裝入端常加工出半錐角為30°的導(dǎo)向錐面(如圖10-7)。(4)為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。(5)若各軸段具有較高同軸度，在軸兩端開(kāi)設(shè)中心孔六、提高軸的強(qiáng)度和剛度的常用措施2.合理布置軸上零件，減小軸上的載荷1）改進(jìn)軸上零件結(jié)構(gòu)，減小軸的載荷3.減小應(yīng)力集中合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，應(yīng)加以注意。應(yīng)力集中出現(xiàn)在截面突然發(fā)生變化的。措施：1.用圓角過(guò)渡；2.盡量避免在軸上開(kāi)橫孔、切口或凹槽;3.重要結(jié)構(gòu)可增加卸載槽B、過(guò)渡肩環(huán)、凹切圓角、增大圓角半徑。也可以減小過(guò)盈配合處的局部應(yīng)力。常用的軸轂聯(lián)接有鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接等。

軸轂聯(lián)接主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定并用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩鍵聯(lián)接1§9-4軸轂聯(lián)接一、鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接1

平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時(shí)靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩，故定心性較好。普通平鍵應(yīng)用極為廣泛。軸上鍵槽可用指狀銑刀或盤狀銑刀加工，輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。1．平鍵聯(lián)接普通平鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵根據(jù)用途，平鍵又可分為普通平鍵普通平鍵按端部形狀的不同可分為圓頭（A型）、方頭（B型）、半圓頭（C型）三種，具體結(jié)構(gòu)如下圖：A型導(dǎo)向平鍵和滑鍵導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接。當(dāng)輪轂需要在軸上沿軸向移動(dòng)時(shí)可采用這種鍵聯(lián)接。當(dāng)被聯(lián)接零件滑移距離較大時(shí)，宜采用滑鍵。導(dǎo)向平鍵滑鍵

鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動(dòng)，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用與錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。半圓鍵聯(lián)接楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有1:100的斜度。工作時(shí)，鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊，靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩。楔鍵聯(lián)接由兩個(gè)斜度為1:100的楔鍵組成。一個(gè)切向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用互成120°～135°角的兩個(gè)鍵。切向鍵平鍵的尺寸2.平鍵的聯(lián)接的計(jì)算

平鍵聯(lián)接工作時(shí)的主要失效形式為組成聯(lián)接的鍵、軸和輪轂中強(qiáng)度較弱材料表面的壓潰，極個(gè)別情況下也會(huì)出現(xiàn)鍵被剪斷的現(xiàn)象。通常只須按工作面上的擠壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于采用常見(jiàn)的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接，其主要失效是工作面被壓潰，而一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。對(duì)于導(dǎo)向鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接，其主要失效形式是工作面的過(guò)度磨損。因此，通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。二、花鍵聯(lián)接由軸和輪轂孔沿四周方向均部的多個(gè)鍵齒構(gòu)成的聯(lián)接稱謂花鍵聯(lián)接。在工作時(shí)，靠側(cè)面的擠壓傳遞扭矩。與普通平鍵相比具有承載力高、軸和轂受力均勻、定心性和導(dǎo)向性好等優(yōu)點(diǎn)。但加工需要專用設(shè)備和工具，成本較高?；ㄦI的標(biāo)記為：N（鍵數(shù)）×d（小徑）×D（大徑）×B（鍵槽寬）三、過(guò)盈聯(lián)接利用配合零件間的過(guò)盈來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接。裝配后，依靠輪轂與軸的彈性變形，在配合面上產(chǎn)生很大的壓力，由此壓力產(chǎn)生的摩擦力來(lái)轉(zhuǎn)遞轉(zhuǎn)矩或軸向力。四、脹套聯(lián)接在輪轂與軸之間放置一對(duì)以內(nèi)外錐面貼合的脹套。在軸向力作用下，內(nèi)環(huán)縮小、外環(huán)脹大，形成過(guò)盈配合。五、型面聯(lián)接依靠非圓剖面的軸和相應(yīng)的轂孔來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接。六、銷聯(lián)接用于傳遞不大的載荷，固定零件相對(duì)位置。概述1聯(lián)軸器和離合器是機(jī)械裝置中常用的部件，它們主要用于聯(lián)接軸與軸，以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩，也可用作安全裝置。大致有以下類型：

聯(lián)軸器用于將兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有在機(jī)器停車時(shí)才可將兩軸分離；

離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可使兩軸隨時(shí)接合或分離的一種裝置。它可用來(lái)操縱機(jī)器傳動(dòng)的斷續(xù)，以便進(jìn)行變速或換向；

安全聯(lián)軸器與離合器機(jī)器工作時(shí)，若轉(zhuǎn)矩超過(guò)規(guī)定值，即可自行斷開(kāi)或打滑，以保證機(jī)器中的主要零件不因過(guò)載而損壞；

特殊功用的聯(lián)軸器與離合器用于某些特殊要求處，如：在一定的回轉(zhuǎn)方向或達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，聯(lián)軸器或離合器即可自動(dòng)接合或分離等；聯(lián)軸器和離合器種類繁多，在選用標(biāo)準(zhǔn)件或自行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：傳遞轉(zhuǎn)矩大小、轉(zhuǎn)速高低、扭轉(zhuǎn)剛度變化、體積大小、緩沖吸振能力等因素。

§9-5聯(lián)軸器和離合器圖所示為電動(dòng)絞車，電動(dòng)機(jī)輸出軸與減速器輸入軸之間用聯(lián)軸器聯(lián)接，減速器輸出軸與卷筒之間同樣用聯(lián)軸器聯(lián)接來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。1-電動(dòng)機(jī)2、5-聯(lián)軸器3-制動(dòng)器4-減速器6-卷筒7-軸承8-機(jī)架1、剛性聯(lián)軸器：這類聯(lián)軸器的組成元件都是金屬，工作時(shí)各元件之間不允許任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，被聯(lián)接兩軸間的各種相對(duì)位移無(wú)補(bǔ)償能力，也不能緩沖減振。故對(duì)兩軸對(duì)中性的要求高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移時(shí)，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起附加載荷。這類聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。使用這類聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸必須能嚴(yán)格對(duì)中且載荷平穩(wěn)。一、聯(lián)軸器的分類(1)套筒聯(lián)軸器由聯(lián)接兩軸軸端的套筒和聯(lián)接套筒與軸的聯(lián)接零件（鍵、銷）組成。銷聯(lián)接用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的場(chǎng)合。軸徑d≤80mm時(shí)，套筒用35或45鋼制造；d＞80mm時(shí)也允許采用鑄鐵。這種聯(lián)接的徑向尺寸較小，所以在機(jī)床中應(yīng)用很廣。這種聯(lián)接的顯著缺點(diǎn)是拆卸不方便。(2)凸緣聯(lián)軸器固定式剛性聯(lián)軸器中應(yīng)用最廣。用螺栓聯(lián)接兩個(gè)半聯(lián)軸器的凸緣從而實(shí)現(xiàn)兩軸聯(lián)接的，聯(lián)軸器和兩軸構(gòu)成一個(gè)剛性整體。有兩種結(jié)構(gòu)型式：圖a是普通螺栓聯(lián)接的凸緣聯(lián)軸器，由于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)軸器分別制有凸肩和凹槽。圖b用鉸制孔用螺栓聯(lián)接的凸緣聯(lián)軸器，鉸制孔用螺栓既用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，也用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩軸對(duì)中。由于前者借助摩擦力傳遞載荷，因此在傳遞載荷相同的情況下，其結(jié)構(gòu)尺寸較后者大。制造凸緣聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確保持兩半聯(lián)軸器的凸緣端面與孔的軸線垂直（通常是將兩半聯(lián)軸器聯(lián)接起來(lái)以后再鏜孔，這樣可保證安裝時(shí)兩軸精確對(duì)中）。半聯(lián)軸器的材料通常為灰鑄鐵，當(dāng)載荷過(guò)大或圓周速度υ≥30m/s時(shí)，可采用鑄鋼或鍛鋼。凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，但既不能緩沖減振，也不允許兩軸有相對(duì)位移，因此常用于載荷平穩(wěn)、兩軸能夠精確對(duì)中的場(chǎng)合。(3)夾殼聯(lián)軸器由縱向剖分的兩半筒形夾殼和聯(lián)接它們的螺栓所組成。由于這種聯(lián)軸器在裝卸時(shí)不用移動(dòng)軸，所以使用起來(lái)很方便。夾殼材料一般為鑄鐵，少數(shù)情況下也用鑄鋼。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(lái)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。夾殼聯(lián)軸器主要應(yīng)用于外緣速度v≤5m/s的低速場(chǎng)合，在超過(guò)5m/s的情況下使用時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行平衡檢驗(yàn)。剛性聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后變形、溫度變化和軸承磨損等原因，不能保證嚴(yán)格對(duì)中，使兩軸線之間出現(xiàn)相對(duì)位移，如圖所示，如果聯(lián)軸器對(duì)各種位移沒(méi)有補(bǔ)償能力，工作中將會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷，使工作情況惡化。因此，要求聯(lián)軸器具有補(bǔ)償一定范圍內(nèi)兩軸線相對(duì)位移量的能力。對(duì)于經(jīng)常負(fù)載啟動(dòng)或工作載荷變化的場(chǎng)合，要求聯(lián)軸器中具有起緩沖、減振作用的彈性元件，以保護(hù)原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)不受或少受損傷。同時(shí)還要求聯(lián)軸器安全、可靠，有足夠的強(qiáng)度和使用壽命。2、撓性聯(lián)軸器：可分為無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器，前一類是利用聯(lián)軸器中某些元件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)補(bǔ)償，只具有補(bǔ)償兩軸線相對(duì)位移的能力，但不能緩沖減振，常見(jiàn)的有滑塊聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器、牙嵌式聯(lián)軸器和鏈條聯(lián)軸器等；后一類利用聯(lián)軸器中彈性元件的彈性變形來(lái)補(bǔ)償，除具有補(bǔ)償兩軸線相對(duì)位移的能力外，還具有緩沖和減振作用，但傳遞的轉(zhuǎn)矩因受到彈性元件強(qiáng)度的限制，一般不及無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器，常見(jiàn)的有彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、輪胎聯(lián)軸器、彈性柱銷齒式聯(lián)軸器和梅花形聯(lián)軸器等。(1)無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器1)滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)端面開(kāi)有徑向凹槽的半聯(lián)軸器和兩端各具凸榫的中間滑塊所組成。中間滑塊兩面的徑向榫相互垂直，分別嵌裝在兩個(gè)半聯(lián)軸器的凹槽中，構(gòu)成移動(dòng)副。當(dāng)兩軸線存在徑向位移或偏斜時(shí)，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動(dòng)以適應(yīng)位移。滑塊聯(lián)軸器允許的徑向位移e≤0.04d(d為軸的直徑)，角位移α≤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加潤(rùn)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。此外，由于滑塊的凸榫是嵌在兩個(gè)凹槽中的，由圖可以看出，軸每轉(zhuǎn)90度，滑塊的中心沿直徑為e的圓周轉(zhuǎn)180度，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，由滑塊質(zhì)心的圓周運(yùn)動(dòng)引起的離心力將會(huì)很大，從而給軸和軸承帶來(lái)附加動(dòng)載荷，因此這種聯(lián)軸器只適用于低速，軸的轉(zhuǎn)速一般不超過(guò)300r/min。2)齒輪聯(lián)軸器由兩個(gè)有外齒的半聯(lián)軸器12和兩個(gè)有內(nèi)齒的外殼34所組成。半聯(lián)軸器分別與主、從動(dòng)軸相聯(lián)，兩外殼用螺栓聯(lián)接，外殼與套筒之間設(shè)有密封圈1。內(nèi)齒輪齒數(shù)與外齒輪齒數(shù)相等，在30-80之間。輪齒通常采用壓力角為20°的漸開(kāi)線齒廓。工作時(shí)靠嚙合的輪齒傳遞轉(zhuǎn)矩。由于輪齒間留有較大的間隙，所以能補(bǔ)償兩軸的軸向、徑向、偏斜和綜合位置誤差。為了減小輪齒的磨損和相對(duì)移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，在外殼內(nèi)貯有潤(rùn)滑油。3)萬(wàn)向聯(lián)軸器是一種容許兩軸間有較大相對(duì)角偏移的聯(lián)軸器。常見(jiàn)的是十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器。如圖，其原理：由于存在偏角，因此兩叉軸的角速度并不時(shí)時(shí)相等，1等速，2不等速。由分析可知：角速度變化的幅度與兩軸的夾角α有關(guān)，α越大，則變動(dòng)幅度越大，產(chǎn)生的動(dòng)載荷也越大。為克服單萬(wàn)向聯(lián)軸器的上述缺點(diǎn)，機(jī)器中常將萬(wàn)向聯(lián)軸器成對(duì)使用。這種由兩個(gè)萬(wàn)向聯(lián)軸器組成的裝置稱為雙萬(wàn)向聯(lián)軸器。對(duì)于聯(lián)接相交或平行二軸的雙萬(wàn)向聯(lián)軸器，欲使主、從動(dòng)軸的角速度相等，必須滿足兩個(gè)條件：

1）主、從動(dòng)軸與中間軸三軸的軸線應(yīng)在同一平面內(nèi)；

2）中間軸兩端的叉面必須位于同一平面內(nèi)；

3）主、從動(dòng)軸與中間軸的軸間夾角必須相等；顯然，中間件本身是變速轉(zhuǎn)動(dòng)的。但因它的慣性小，由它產(chǎn)生的動(dòng)載荷、振動(dòng)等一般不致引起顯著危害。4)牙嵌式聯(lián)軸器這是一種可補(bǔ)償軸向位移的聯(lián)軸器，由兩個(gè)端面都有凸牙和凹槽的半聯(lián)軸器組成。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。5)鏈條聯(lián)軸器它是利用一公共滾子鏈（單排或雙排）同時(shí)與兩個(gè)齒數(shù)相同的并列鏈輪相嚙合以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器聯(lián)接的一種聯(lián)軸器。其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，徑向尺寸緊湊，質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，效率高，具有一定的補(bǔ)償能力（徑向位移小于0.02個(gè)節(jié)距，角位移小于1度），工作可靠，壽命長(zhǎng)（可達(dá)2萬(wàn)小時(shí)），成本低，惡劣工作環(huán)境（高溫、潮濕、多塵、油污等）下也能工作。缺點(diǎn)是：離心力過(guò)大會(huì)加速各元件間的磨損和發(fā)熱，因而適宜的轉(zhuǎn)速不能太大；基本上無(wú)緩沖減振能力，不宜在頻繁起動(dòng)、強(qiáng)烈沖擊下工作；不能傳遞軸向力。滾子鏈聯(lián)軸器一般應(yīng)有潤(rùn)滑，可根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速n來(lái)定：n＜10r/min時(shí)每月涂潤(rùn)滑脂一次；10r/min＜n≤200r/min時(shí)，每周涂潤(rùn)滑脂一次；200r/min＜n≤300r/min時(shí)則要求充分潤(rùn)滑并裝備罩殼。(2)有彈性元件撓性聯(lián)軸器

這類聯(lián)軸器的彈性元件是非金屬，因而具有如下特點(diǎn)：1)具有彈性滯后特性和一定的消振能力；2)單位重量所儲(chǔ)存的能量比金屬材料大許多(橡膠比鋼約大10倍)，緩沖能力強(qiáng)；3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。但這類聯(lián)軸器的尺寸較大，壽命也相對(duì)較短。1)彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)上和凸緣聯(lián)軸器很近似，但是兩個(gè)半聯(lián)軸器的聯(lián)接不用螺栓，而是用帶橡膠彈性套的柱銷。為了更換橡膠套時(shí)簡(jiǎn)便而不必拆移機(jī)器，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意留出距離Ａ；為了補(bǔ)償軸向位移，安裝時(shí)應(yīng)注意留出間隙Ｃ。這種聯(lián)軸器主要用來(lái)聯(lián)接起動(dòng)頻繁的或在變載荷下運(yùn)轉(zhuǎn)的軸。聯(lián)軸器的工作環(huán)境溫度應(yīng)在（-20～+50)℃的范圍內(nèi)，且應(yīng)確保無(wú)油質(zhì)及其它有害于橡膠的介質(zhì)與聯(lián)軸器接觸。視尺寸的不同，這種聯(lián)軸器所允許的最大位移為：軸向——2～7.5mm；徑向——0.2～0.7mm；角位移——30'～1°30'。聯(lián)軸器的最大圓周速度≤30m/s。2)彈性柱銷聯(lián)軸器它是用若干非金屬材料制成的柱銷置于兩個(gè)半聯(lián)軸器凸緣的孔中以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器聯(lián)接的一種聯(lián)軸器。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、更換柱銷方便、允許軸向位移大等特點(diǎn)。柱銷材料通常為尼龍。尼龍具有一定彈性，彈性模量比金屬低得多，可緩和沖擊。尼龍耐磨性好，摩擦系數(shù)小，有自潤(rùn)滑作用，但對(duì)溫度比較敏感，不宜用于溫度較高的場(chǎng)合(使用溫度范圍為-20～60℃)。為了裝卸柱銷方便，柱銷與孔之間為H9/h9間隙配合，同時(shí)在兩端配置擋板以防止柱銷滑出。3)輪胎聯(lián)軸器有較好的緩沖、吸振能力，適用于正反向變化多、起動(dòng)頻繁的高速軸，最大轉(zhuǎn)速可達(dá)8000r/min。這種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如圖所示，中間為橡膠制成的輪胎環(huán)，用止退墊板與半聯(lián)軸器聯(lián)接。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，富有彈性，有很好的緩沖性能和一定的吸振能力，因此它允許的相對(duì)位移較大，角位移可達(dá)5°～12°，軸向位移可達(dá)0.02D，徑向位移可達(dá)0.01D(D為聯(lián)軸器外徑)，特別適用于起動(dòng)頻繁、正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、兩軸間有較大的相對(duì)位移量以及潮濕多塵之處。它的缺點(diǎn)是徑向尺寸較大，對(duì)軸有附加軸向力作用。這種聯(lián)軸器的外緣速度一般不宜大于30m/s。4)彈性套柱齒式聯(lián)軸器柱銷（材料常用尼龍）分別置于兩半聯(lián)軸器的內(nèi)、外環(huán)對(duì)合的圓孔中。這種聯(lián)軸器的特點(diǎn)是：傳遞轉(zhuǎn)矩大，體積小、重量輕，軸徑范圍大（12～850mm），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，不用潤(rùn)滑，更換銷軸方便。5)梅花形聯(lián)軸器它是利用梅花形彈性元件置于兩半聯(lián)軸器凸爪之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)接的一種聯(lián)軸器。制造彈性元件的材料有丁腈橡膠、聚氨酯、尼龍等。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、具有良好的補(bǔ)償位移能力和減振能力。

這種聯(lián)軸器允許的外緣速度與半聯(lián)軸器的材料有關(guān)：鑄鐵為30～50m/s，鑄鋼為60m/s，鍛鋼為100～120m/s，鋁合金為80～100m/s。(3)金屬元件撓性聯(lián)軸器