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1、第17章 联轴器、离合器,17-1 联轴器、离合器的类型和应用 17-2 固定式刚性联轴器 17-3 可移动刚性联轴器 17-4 弹性联轴器 17-5 牙嵌式离合器 17-6 圆盘摩擦离合器 17-7 磁粉离合器 17-8 定向离合器,17-1 联轴器、离合器的类型和应用,工作特点：联轴器用于刚性静态联接；而离合器则用 于两轴之间的动态联接。,分类：,弹性联轴器,刚性联轴器,固定式联轴器,移动式联轴器,作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋 转，并传递扭矩。,联轴器,牙嵌式离合器,离合器,摩擦式离合器,电磁离合器,自动离合器,应用实例：手腕驱动机构、汽车后桥驱动、车辆启停等。,17-1
2、 联轴器、离合器的类型和应用,联轴器、离合器大都已经标准化了，可直接选用。,1. 工作条件 选类型,转矩 2. 转速 轴径,确定型号与规格,计算转矩：,Tc=KAT,KA-工作情况系数；,T-名义转矩；,17-1 联轴器、离合器的类型和应用,17-2 固定式刚性联轴器,套筒联轴器,凸缘联轴器,17-2 固定式刚性联轴器,两轴线的相对位移: 轴向、径向、角度、综合。,由于制造、安装或工作时零件的变形等原因，被联接的两轴不一定度能精确对中，因此会出现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移，或其组合。,联接特点：构成动联接，具有一个或几个方向的活动度 能补偿两轴的相对位移。,如果联轴器没有适应这种相对
3、位移的能力就会在联轴器、轴和轴承中引起附加载荷，甚至引起强烈振动。,17-3 可移式刚性联轴器,一、齿式联轴器,17-3 可移式刚性联轴器,优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。,缺点：结构笨重、造价高。,应用：用于重型传动。,17-3 可移式刚性联轴器,二、滑块联轴器,结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽中，构成移动副。,工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。,优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。,适用范围：30, y0.04d，v300 r/min,17-3 可移式刚性联轴
4、器,三、万向联轴器,17-3 可移式刚性联轴器,作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、 有夹角,应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。,1. 单万向铰链机构,结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的“十字形”构件相联，“十字形”构件的中心位于两轴交点处，,= 0 45。,轴间角为 ：,运动分析：两轴平均传动比为1，但瞬时传动比是动态变化的。,vA1 = r1,在图示位置I, 以轴1为参考系，对A点有 ：,以轴2为参考系，对A点有 ：,vA2 = r2,= r cos 2,显然有 ： vA1 = vA2,17-3 可移式刚性
5、联轴器,其它位置：,代入得：,在图示位置II, 以轴2为参考系，对B点有 ：,vB2 = r”2,以轴1为参考系，对B点有 ：,vB1 = r”1,= 1 r cos,同样有 ： vB1 = vB2,代入得：,2=1 cos,2 1,=”2 1,1 =cos2,17-3 可移式刚性联轴器,2. 双万向铰链机构,安装要求：,主动、从动、中间三轴共面；,主动轴、从动轴与中间件轴线间的夹角必须相等；, 中间轴两端的叉面应在同一平面内。,17-3 可移式刚性联轴器,一、弹性套柱销联轴器,17-4 弹性联轴器,结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套 的柱销联接两个半联轴器。,圆柱孔,圆锥孔,二、
6、弹性柱销联轴器,结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。,结构简单、更换柱销方便。,特点：上述两种联轴器的动力通过弹 性元件传递，缓和冲击、吸 收振动。,应用：适用于正反向变化多，启动 频繁的高速轴。,适用范围：-12t60， v 8000 r/min,能补偿较大的轴向位移，并允许微量的径向位移和角位移。,两种柱销,17-4 弹性联轴器,三、梅花型弹性联轴器,四、弹性活块联轴器,五、轮胎式联轴器,17-4 弹性联轴器,特点：两半联轴器间放置梅花型非金属弹性元件。,特点：两半联轴器间放置非金属弹性元件，各元件间不相连。具有较大径向和角向补偿量，公称转矩和许用转速也较大。,1、允许相对位
7、移较大，角位移可达512， 轴向位移可达0.02D，径向位可达0.01D， D为联轴器外径。 2、适用于启动频繁、正反向运转、有冲击振 动、两轴间有较大的相对位移量以及潮湿 多尘之处。 3、径向尺寸庞大，轴向尺寸较窄，利于缩短 串接机组的总长度。,17-5 牙嵌离合器,结构组成：端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环,固定套筒,活动套筒,滑环,对中环,工作原理：利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。,牙型,三角形,梯 形,锯齿形,-传递中小转矩、牙数为1560,梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。,锯齿形只能单向工作。反转时具有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。,制造要求：各牙应精确等分，
8、以使载荷均匀分布。,17-5 牙嵌离合器,特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。,材料：低碳合金钢：20Cr 、 20MnB。 渗碳淬火后牙面硬度：5662 HRC;,中碳合金钢：40Cr 、 45MnB。 表面淬火后牙面硬度：4858 HRC;,承载能力：取决于齿根的弯曲强度。,W-齿根弯曲截面系数；D0-牙平均直径；a-牙的宽度。,式中：h为牙齿高度；z为牙齿数；,17-5 牙嵌离合器,一、单片式圆盘摩擦离合器,摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf,结 构：由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。,工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦力带 动从动轴转动。,缺 点： 结合
9、过程中不可避免出现打滑，引起磨损和发热；,2. 过载时打滑，起保护作用；,3. 结合平稳、冲击和振动小。,优 点： 1. 在任何转速条件下两轴都可以进 行结合；,17-6 圆盘摩擦离合器,二、多片式圆盘摩擦离合器,结构特点：多个摩擦片叠加在一起。,工作原理：移动滑环，通过杠杆作用，压紧或放松磨擦片，来实现两轴的结合 与分离。,17-6 圆盘摩擦离合器,摩擦片材料：淬火钢片、压制石棉片。,摩擦片数量z,传递扭矩T ,但z过大将使各层间压力不均匀，一般取: z=1215,摩擦扭矩:,Tmax= z Fa f Rf, KA T,表面压强:,p,17-6 圆盘摩擦离合器,对于频繁启动的离合器，可将表中
10、p降低1530%。,类型,反应敏捷，但摩擦片易磨损。,油式磨擦离合器,干式磨擦离合器,磨损轻微、寿命长、并能 在繁重的条件下运转。,17-6 圆盘摩擦离合器,离合器的操纵方式,机械力,电磁力,气动力,液压力,17-6 圆盘摩擦离合器,三、操纵方式,磁粉材料： 铁钴镍、铁钴钒等合金粉，加入少量二硫化钼。,形状为球形或椭球形，颗粒直径为：2070 m。,优点： 1）励磁电流 I 与转矩T呈线性关系、转矩调节简单而 且精确，调节范围宽。,2) 可用作恒张力控制，是造纸机、纺织机、印刷机、 绕线机等的理想装置。,3) 若将主动件固定，则可作制动器使用。,缺点：相对而言比较笨重。,4) 操纵方便、离合平
11、稳、工作可靠。,17-7 磁粉离合器,当外环反向转动时，则带动滚柱克服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞位置，离合器处于分离状态。,结构：由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。,工作原理： 当外环逆时钟转动时，以摩擦力带动滚柱向前滚动，进一步楔紧内外接触面，从而驱动星轮一起旋转。,一、滚柱式定向离合器,滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。,17-8 定向离合器,结构：由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。,二、楔块式定向离合器,优点：楔块曲率半径大，装入 数量多，相同尺寸时传 递的转矩更大。,缺点：高速运转时有较大磨 损，寿命较短。,工作原理： 内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内环接触，并力图使楔块绕自身作逆时钟方向偏摆。当外环顺时钟方向旋转时,17-8 定向离合器,，楔块克服弹簧力而作顺时钟方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结合状态。反向时斜块松开而成分离状态。,一、基本内容 1. 联轴器与离合器的功能与区别； 2. 联轴器的分类及不同类型联轴器的特点； 3. 联轴器的选择； 4. 离合器的分类及特点。 二、基本要求 1. 学会根据工作要求选择合适的联轴器； 2. 掌握啮合式离合器与摩擦式离合器的特点及应用。 三、重点内容 1. 常用联轴器的特点、应用及选择； 2. 可移式联轴器补偿两轴偏差的能力 。,
