机械设计 联轴器和离合器

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1、第十五章联轴器、离合器和制动器第一节概述联轴器和离合器都是用于轴与轴的对接，使两轴一起转动，并传递转矩：联轴器的特点是：只有在停车时，才能用拆卸的方法把两轴分开。例如：离合器的特点是：在机器的运转中就可以随意傍边地实现两轴的分离或接合。而不必拆卸。例如：汽车、摩托车都有离合器，有时发动机工作，而汽车没有动，就是因为离合器处于分离状态。一、两轴之间的相对位移实际中，由于制造、安装的误差，以及工作中零件的变形等原因，往往使两轴的轴心线不能够很好的重合，两轴在工作中会产生相对位移立即本的位移形式有以下几种：轴向位移同轴线径向位移轴线平行，但不重合角位移轴线倾斜实际中的两轴，有时可能只产

2、生某一种相对位移，但有时可能同时产生两种或三种相对位移形式——称为综合位移二、联轴器的类型根据工作中是否允许两轴产生相对位移，可分为两大类（1）刚性联轴器不允许两轴相对位移，要求两轴严格对中，否则会产生附加载荷。又可分为凸缘联轴器、套筒联轴器（元件之间构成固定连接）、夹壳联轴器（2）挠性联轴器允许两轴有相对位移。可分为无弹性元件的挠性联轴器、金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器：靠元件之间的相对运动适应两轴的位移，构成可动联接。又可分为：齿轮联轴器、滚子链联轴器、滑块联轴器、十字轴万向联轴器弹性联轴器是靠弹性元件的变形适应两轴的相对位移。金属弹性

3、元件挠性联轴器可分为：蛇形弹簧联轴器、簧片联轴器。非金属弹性元件挠性联轴器可分为：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、弹性柱销齿式联轴器、梅花形弹性联轴器、轮胎式联轴器。弹性联轴器具有缓和冲击，吸振的作用。主要是为联轴器中有弹性元件，具有良好的弹性，可起缓冲、吸振作用。联轴器的种类很多，我们本章主要介绍实际中常用的几种。大家注意，部分联轴器已经标准化，有标准系列产品，对于我们来讲，主要是如何选用的问题。首先选择类型当载荷稳定，转速稳定，同轴性好，无相对位移时，可选刚性联轴器，也可选用弹性联轴器；当载荷稳定，转速稳定，但有相对位移时，可选用无弹性元件的挠性联轴器，也可选用弹性联轴器；

4、当载荷、转速变化时，应选弹性联轴器。（当然，载荷稳定，转速稳定时，也可以选弹性联轴器的。）对于标准联轴器，往往是根据传递的转矩的大小，工作转速，轴的直径等确定联轴器的具体型号。联轴器的标准系列，可查机械设计手册计算转矩：对联轴器的一般要求是：工作可靠，操作方便，尺寸较小，质量较轻，维护简单，安装位置尽量靠近轴承。一、离合器的分类根据实现离合的方法不同，可分为两大类：操纵离合器通过人的操作实现离合。可分为机械操纵离合器、液压(操纵)离合器、气压(操纵)离合器、电压(操纵)离合器自动离合器可分为安全离合器、离心离合器、超越离合器（1）安全离合器：当转矩达到一定值时，自动分离，起过载保

5、护作用。（2）离心离合器：利用元件转动时产生的离心力实现离合。（3）超越离合器：利用两轴的相对转动方向不同实现离合。离合器中的接合元件有嵌合式和摩擦式两种。嵌合式离合器结构简单，传递转矩大，两轴同步转动，尺寸小，但接合时有刚性冲击。只能在静止或两轴转速差不大时实现接合动作。摩擦离合器离合比较平稳，过载时可同行打滑其保护作用。但两轴不能严格同步转动，接合时产生摩擦热，摩擦元件易磨损。一、计算转矩在选择联轴器或离合器时，应按计算转矩确定承载能力。常按下列简单计算：式中，T——工作转矩（即轴上的转矩）K——载荷系数见（表15—2）——所选联轴器的许用名义转矩由手册中查出第一节刚性联轴器

6、一、凸缘联轴器（图15—1）它是实际中应用最广泛的一种刚性联轴器。它是由两个分装在两轴上的半联轴器组成，与轴之间用键联接，两半联轴器之间在凸缘上用螺栓联接。为了保证两轴的轴线很好重合，通常有两种对中方法：①前两个半联轴器上的凸肩和凹槽相嵌合，对中。采用的是受拉螺栓，靠摩擦力工作。（图15—1A））②靠铰制孔和受剪螺栓的配合面对中。靠螺栓受剪工作（传递转矩）。特点：对中精度高，传递转矩大，结构简单，但安装时要求两轴严格同轴，不能缓冲、吸振。常用于载荷平稳的联接。二、套筒联轴器它是把两轴的轴端插入套筒中，两轴与套筒之间用链或销联接，以便传递转矩。销钉用于转矩较小的场合。特点：基本与凸

7、缘联轴器相同，但径向尺寸较小。在机床中应用较多。三、夹壳联轴器它是纵向（轴向）剖分的两半筒形夹壳组成，两夹壳用螺栓联接。拧紧后夹壳与轴的接触面上产生高的压力。对中小尺寸的夹壳联轴器，工作中主要靠接触面上的摩擦力传递转矩，即使有键联接，计算中也不计键的作用；对于大尺寸的夹壳连周期，则主要是靠键传递转矩，安装时（或拆卸时）不必移动轴，使用较方便。通常主要用于低速，外缘速度刚性联轴器的特点：优点：构造简单，价格较低，对中精度高（如果机器本身要求两轴严格对中，则采用刚性联轴器有其优点）缺