第14章 联轴器和离合器

2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器1概述功用联接轴与轴(或联接轴与其它回转零件)，以传递运动与转矩；有时也作安全装置分类1)联轴器2)离合器3)安全联轴器及安全离合器4)特殊功用的联轴器及离合器第十四章联轴器和离合器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器2§14-1联轴器种类(一)刚性联轴器(二)挠性联轴器位移要求轴向位移x径向位移y角位移α综合位移x、y、α2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器3(一)刚性联轴器类型：套筒式、夹壳式、凸缘式凸缘联轴器优点：结构简单、成本低、传递较大转矩、常用于转速低、无冲击、轴刚性大、对中性较好的场合；缺点：对中性要求高，如两轴有相对位移存在，引起附加载荷，工作情况恶化。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器4(二)挠性联轴器1．无弹性元件的挠性联轴器分类：十字滑块联轴器、滑块联轴器、十字轴式万向联轴器、齿式联轴器、滚子链联轴器(1)十字滑块联轴器可补偿两轴间的相对位移。用于n250r／min，轴刚度较大，无剧烈冲击。效率：dyf)5~3(12020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器5⑵滑块联轴器两个半联轴器、中间方形滑块。中间滑块用夹布胶木，也可用尼龙，并在配制时加少量石墨或二硫化钼特点：结构简单、尺寸紧凑、适用于小功率、高转速、无剧烈冲击处2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器6(3)十字轴式万向联轴器组成：叉形接头1、3，中间连接件2，轴销4和5。特点：允许两轴间有较大的夹角（α最大达35～45o），机器运转时，α角发生改变仍可正常传动；α，传动效率。缺点：主动轴ω1＝常数，从动轴ω3非常数，因此，产生附加动载荷。coscos1312020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器7十字轴式万向联轴器成对使用解决办法：十字轴式万向联轴器成对使用。如图，O1、O3轴与中间轴夹角相等，并中间轴的两端叉形接头应在同一平面内，此时才有：ω1＝ω3应用：结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等传动系统。小型十字式万向联轴器已标准化。（零件用合金钢，铆钉20钢）2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器8(4)齿式联轴器组成：两个外套筒（带有内齿及凸缘）、两个内套筒（带有外齿）。内套筒与轴键连接，两个外套筒用螺栓连成一体，依靠内、外齿相啮合传递转矩。外齿的齿顶制成椭球面，并保持与内齿啮合后具有适当的顶隙和侧隙，故传动时允许套筒有轴向、径向位移、角位移。应用：齿形渐开线，啮合角200，齿数30～80，材料45钢、ZG310－570。传递转矩大，允许较大偏移量，安装精度要求不高；但质量大，成本高，用于重型机械中。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器9(5)滚子链联轴器结构：利用一条公用的双排链条2同时与两个齿数相同的并列链轮啮合，实现两个半联轴器1、3的连接。特点：结构简单，尺寸紧凑，质量小，、装拆、维修方便，成本低具有一定补偿、缓冲性能。缺点：因链条的套筒与其相配件存在间隙，不宜用于逆向传动，不宜频繁起到或立轴传动；由于离心力影响，不宜高速传动。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器102.有弹性元件的挠性联轴器•特点：这类联轴器装有弹性元件，可补偿两轴间的相对位移，并具有缓冲减振能力。弹性元件所能储存能量愈多，则缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大，则联轴器的减振能力愈好。•弹性元件材料非金属：橡胶、塑料等，质量小，便•宜，良好的弹性滞后，减振好。•金属：主要为各种弹簧，强度高、尺•寸小、寿命较长2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器11•分类：1)弹性套柱销联轴器•2)弹性柱销联轴器•3)梅花形弹性联轴器•4)轮胎式联轴器•5)膜片联轴器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器12⑴弹性套柱销联轴器结构：与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替连接螺栓。弹性套为蛹状，传递转矩时可缓冲减振。弹性套常用耐油橡胶；半联轴器材料用HT200或35钢、ZG270－500；柱销材料：35钢2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器13•选用：按GB/T4323－2002选用，必要时验算其承载能力。•特点：制造方便，装拆方便，成本低，但弹性套易磨损，寿命短。•应用：连接载荷平稳、需正反转或起动频繁、传递中小转矩的轴2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器14(2)弹性柱销联轴器结构：如图14－10，两个半联轴器分别通过键与轴连接，两个半联轴器之间通过弹性柱销连接。为了防止柱销脱落，在半联轴器外侧固定了挡板。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器15•特点：结构与弹性套柱销联轴器相似，但传递•转矩很大，结构更简单，安装、制造方便，寿•命长，弹性柱销有一定缓冲、吸振能力，允许•被连接轴之间有一定的轴向位移、少量的径向•位移和角位移。•应用：适用于轴向串动较大、正反转和起到频繁，因尼龙柱销对温度敏感，故实验温度限制在•－200C～＋700C。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器16(3)梅花形弹性联轴器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器17(4)轮胎式联轴器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器18(5)膜片联轴器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器19§14-2联轴器的选择绝大多数联轴器已标准化，设计时主要是合理选用。选用步骤：(一)选择联轴器的类型1)传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。如大功率、重载－－齿式联轴器；严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的，选用轮胎式具有高弹性联轴器。2)工作转速的高低和引起的离心力大小。高速传动轴－－选用平衡高精度联轴器，如膜片式联轴器，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器203)两轴相对位移的大小和方向。难以保证严格精确对中，或工作中两轴会产生较大附加相对位移时，选用挠性联轴器。如：径向位移较大－－选用滑块联轴器；角位移较大时或两轴相交时－－选用万向联轴器。4)联轴器的可靠性和工作环境。一般金属元件制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度影响，并可能污染环境。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器215)联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用要求的情况下，应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。如刚性联轴器结构简单、装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。非金属弹性元件联轴器，具有良好的综合性能，广泛应用于一般中小功率传动。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器22(二)计算联轴器的计算转矩(三)确定联轴器的型号TKTAcaKAP.351表14-1TTca(四)校核最大转速maxnn(五)协调轴孔直径2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器23•(六)规定部件相应的安装精度。•根据所选联轴器的相对位移偏差，规定部件相应的安装精度的。•(七)进行必要的校核。•必要时，对主要承载零件进行强度校核。非金属元件还要限制最高工作温度。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器24§14-3离合器作用：离合器在机器运转中可将传动系统随时分离和结合。对离合器的基本要求：接合平稳，分离迅速而彻底；调节和修理方便；外廓尺寸小；质量小；耐磨性好和有足够的散热能力；操纵方便省力。离合器类型：(一)牙嵌离合器(二)圆盘摩擦离合器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器25(一)牙嵌离合器组成：牙嵌离合器由两个端面有牙半离合器组成。其中一个半离合器固定在主动轴上；另一半离合器用导向平键（或花键）与从动轴连接，并由操纵机构使其轴向移动，以实现离合器分离与结合。中间有对中环，保持对中。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器26牙嵌离合器常用牙形上图，牙数一般3～60。按设计手册确定主要尺寸，必要时应校核牙面的挤压强度、牙根弯曲强度。应用：转矩不大、低速接合处。材料：常用低碳钢表面渗碳，HRC56～62;中碳钢表面2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器27(二)圆盘摩擦离合器图14－19单盘摩擦离合器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器28图14－20多盘摩擦离合器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器29§14-4安全联轴器及安全离合器(一)剪切销安全联轴器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器30(二)滚珠安全离合器2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器31思考题：在下列工况下，选择哪类联轴器（离合器）较好？试举出一两种名称。1.载荷平稳，冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望寿命较长；2.载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线有一定程度的相对偏移；3.载荷不平稳且具有较大的冲击和振动；4.机器在运转过程中载荷较平稳，但可能产生较大的瞬时过载，导致机器损坏。2020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器322020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器332020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器342020年3月19日机设第十四章联轴器和离合器35