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1、河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器第十四章第十四章 联轴器与离合器联轴器与离合器 一、概述一、概述用来联接轴与轴、以传递动用来联接轴与轴、以传递动力和运动的联接零件力和运动的联接零件 联轴器联轴器安全联轴器和安全离合器安全联轴器和安全离合器1、分类、分类特殊功用的联轴器和离合器特殊功用的联轴器和离合器只有在机器停车只有在机器停车时用拆卸的方法时用拆卸的方法才能把两根轴联才能把两根轴联接或分离的联接接或分离的联接在机器运转过程在机器运转过程中可以根据需要中可以根据需要随时将两轴联接随时将两轴联接或分离的联接或分离的联接机器工作时，如果扭矩机器工作时，如果扭矩超过规定
2、值，联轴器或超过规定值，联轴器或离合器能自动断开或打离合器能自动断开或打滑，以保证机器中的主滑，以保证机器中的主要部件防止过载而损坏要部件防止过载而损坏根据特殊功能的要根据特殊功能的要求，使被联接的两求，使被联接的两根轴联接或分离根轴联接或分离1 1河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器2 2、选择选择低速、刚性大的短轴，可选用刚性联轴器；低速、刚性大的短轴，可选用刚性联轴器；低速刚性小的长轴，可选用无弹性元件的挠低速刚性小的长轴，可选用无弹性元件的挠性联轴器；性联轴器；难以保持两轴严格对中，或工作过程中两轴难以保持两轴严格对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位
3、移时，可选用挠性将产生较大的附加相对位移时，可选用挠性联轴器；联轴器；传递扭距较大时，选齿轮联轴器传递扭距较大时，选齿轮联轴器；轴线交叉时，选用万向联轴器；轴线交叉时，选用万向联轴器；高速有振动和经常正反转时选用有弹性元件高速有振动和经常正反转时选用有弹性元件的挠性联轴器。的挠性联轴器。2 2河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器选择步骤选择步骤根据工作需要选定合适类型；根据工作需要选定合适类型；计算扭矩计算扭矩Tca按轴径按轴径d、扭矩、扭矩Tca和转速和转速n查取具体型号；查取具体型号；进行必要的强度校核。进行必要的强度校核。二、二、联轴器联轴器轴向位移轴向位移径
4、向位移径向位移偏角位移偏角位移 综合位移综合位移3 3河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器1、分类、分类 刚性联轴器刚性联轴器对各种相对位移对各种相对位移没有补偿能力，没有补偿能力，对中性要求高对中性要求高套筒式联轴器套筒式联轴器夹壳式联轴器夹壳式联轴器凸缘式联轴器凸缘式联轴器 挠性联轴器挠性联轴器有挠性元件，有挠性元件，可补偿一定的可补偿一定的偏移偏移十字滑块联轴器十字滑块联轴器滑块联轴器滑块联轴器十字轴式万向联轴器十字轴式万向联轴器齿式联轴器齿式联轴器滚子链联轴器滚子链联轴器4 4河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器弹性套柱销联轴器弹
5、性套柱销联轴器 挠性联轴器（续）挠性联轴器（续）弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器梅花形弹性联轴器梅花形弹性联轴器轮胎联轴器轮胎联轴器膜片联轴器膜片联轴器圆柱弹簧联轴器圆柱弹簧联轴器蛇形弹簧联轴器蛇形弹簧联轴器径向弹簧片联轴器径向弹簧片联轴器5 5河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器2、刚性联轴器（、刚性联轴器（rigid coupling）凸缘式联轴器（凸缘式联轴器（flanged coupling）对中方式：对中方式：用半联轴器上的凸用半联轴器上的凸肩与凹槽对中，对肩与凹槽对中，对中性好；或用剖分中性好；或用剖分环对中，对中困难，环对中，对中困难，装拆方便装拆方便 特
6、点：特点：结构简单，成本低、结构简单，成本低、传递扭矩较大，但传递扭矩较大，但对轴的刚性、对中对轴的刚性、对中性要求较高，装拆性要求较高，装拆时需作轴向移动。时需作轴向移动。传递扭矩方式：传递扭矩方式：靠半联轴器配合靠半联轴器配合面间的摩擦力面间的摩擦力用普通螺栓用普通螺栓联接联接靠配合螺栓的靠配合螺栓的挤压和剪切挤压和剪切用铰制孔用铰制孔用螺栓联接用螺栓联接6 6河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器十字滑块联轴器（十字滑块联轴器（cross sliding coupling）3、挠性联轴器（、挠性联轴器（elastic coupling）组成：组成：由两个端面上带
7、由两个端面上带有凹槽的半联轴有凹槽的半联轴器和一个两端面器和一个两端面带有相互垂直凸带有相互垂直凸牙的圆盘组成。牙的圆盘组成。特点：特点： 结构简单，制造方便，结构简单，制造方便，能补偿一定的轴向偏移能补偿一定的轴向偏移（径向偏移（径向偏移0.04d，角，角偏移偏移 30 ），滑块的滑），滑块的滑动存在摩擦和磨损动存在摩擦和磨损使用场合：使用场合： 适用于转速适用于转速n250rpm、轴的、轴的刚性较大、无剧刚性较大、无剧烈冲击的场合烈冲击的场合滑块联轴器滑块联轴器（slider coupling）特点：特点： 结构简单结构简单尺寸紧凑尺寸紧凑使用场合：使用场合： 适用于小功率、适用于小功率、
8、高转速而无剧烈高转速而无剧烈冲击的场合冲击的场合7 7河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器万向联轴器（万向联轴器（universal coupling）组成：组成：两个叉形接头两个叉形接头一个中间联接件一个中间联接件轴销轴销特点：特点：结构紧凑，维护方便，两轴结构紧凑，维护方便，两轴的夹角的夹角可达可达3545，主动，主动轴等角速轴等角速1 回转时，从动轴回转时，从动轴的角速度在的角速度在1cos 1cos 之间变化，并会产生附之间变化，并会产生附加动载荷加动载荷齿式联轴器（齿式联轴器（gear coupling）组成：组成：特点：特点：两个带内齿及凸两个带内齿及凸
9、缘的外套筒缘的外套筒两个带外齿的内两个带外齿的内套筒组成套筒组成能传递很大的扭矩，能传递很大的扭矩，容许有较大的综合容许有较大的综合位移（径向偏移位移（径向偏移6.3mm，角偏移，角偏移 3），安装精度），安装精度要求不高，但质量要求不高，但质量大，成本高大，成本高8 8河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器组成：组成：特点：特点：两个半凸缘联两个半凸缘联轴器，若干个轴器，若干个带有弹性圈柱带有弹性圈柱销的联接螺栓销的联接螺栓制造容易制造容易装拆方便装拆方便成本低成本低弹性圈易磨损弹性圈易磨损寿命短寿命短使用场合：使用场合：适用载荷平适
10、用载荷平稳，需正反稳，需正反转或启动频转或启动频繁的中、小繁的中、小转矩的轴转矩的轴弹性柱销联轴器（弹性柱销联轴器（elastic pin coupling）组成：组成：两个半凸缘联两个半凸缘联轴器，若干个轴器，若干个弹性柱销，防弹性柱销，防护挡板护挡板 特点：特点：结构更简单，安装、制造、结构更简单，安装、制造、更换方便，耐久性好，有更换方便，耐久性好，有一定的吸振缓冲能力，允一定的吸振缓冲能力，允许有一定的轴向位移、少许有一定的轴向位移、少量的径向位移和角位移量的径向位移和角位移使用场合：使用场合：轴向窜动较大、轴向窜动较大、正反转变化多、正反转变化多、启动频繁的场启动频繁的场合。使用温度
11、限合。使用温度限制在制在20709 9河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器轮胎联轴器轮胎联轴器组成：组成：特点：特点：弹性变形大弹性变形大寿命长寿命长不需润滑不需润滑径向尺寸大径向尺寸大使用场合：使用场合：起动频繁、起动频繁、双向运转、双向运转、潮湿多水处潮湿多水处三、三、离合器（离合器（clutch）1、对离合器的基本要求、对离合器的基本要求啮合、分离迅速而平稳啮合、分离迅速而平稳调节、维修方便调节、维修方便外廓尺寸小，质量小外廓尺寸小，质量小耐磨性、散热性好耐磨性、散热性好操纵方便省力操纵方便省力两个半联轴器两个半联轴器轮胎轮胎压板压板联接螺钉联接螺钉1010河
12、北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器2、牙嵌离合器（、牙嵌离合器（jaw clutch）组成：组成：两个端面上两个端面上有牙的套筒有牙的套筒牙型：牙型： 三角形三角形传递小转矩的传递小转矩的低速离合器低速离合器矩形矩形不便于结合和不便于结合和分离，磨损后分离，磨损后无法补偿无法补偿梯形梯形传递较大转矩传递较大转矩自动补偿磨损自动补偿磨损应用广应用广锯齿形锯齿形强度高，只强度高，只能单向传递能单向传递1111河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器3、圆盘摩擦离合器（、圆盘摩擦离合器（disk friction clutch）特点：特点：不论在何
13、种速度下不论在何种速度下都可以接合或分离，都可以接合或分离，接合过程平稳，冲接合过程平稳，冲击振动小，过载可击振动小，过载可打滑保护，但是，打滑保护，但是，外廓尺寸大，发热外廓尺寸大，发热量大，磨损大量大，磨损大要限制表面温度不要限制表面温度不超过超过300400离合器平均温度不离合器平均温度不超过超过100120单盘式单盘式Tmax=FfR多盘式多盘式1212河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器四、四、安全联轴器和安全离合器安全联轴器和安全离合器 ( overload coupling ，overload clutch)1、剪切销安全联轴器、剪切销安全联轴器组成：
14、组成：带凸缘的两带凸缘的两个半联轴器个半联轴器和钢制销钉和钢制销钉单剪单剪双剪双剪套筒套筒销钉销钉工作原理：工作原理：在销钉的强度在销钉的强度内，通过销钉内，通过销钉的挤压和剪切的挤压和剪切传递外载荷，传递外载荷，当外载荷超过当外载荷超过销钉的剪切强销钉的剪切强度时，销钉被度时，销钉被剪断，其安全剪断，其安全保护作用。保护作用。强度条件：强度条件：1313河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器2、滚珠安全离合器（、滚珠安全离合器（ball clutch） 组成：组成：主动齿轮主动齿轮从动盘从动盘外套筒外套筒弹簧弹簧调节螺母调节螺母滚珠滚珠工作原理：工作原理：五、五、特殊功用的联轴器和离合器特殊功用的联轴器和离合器1、定向离合器、定向离合器 (directional clutch)1414河北工程大学 机电工程学院 机械设计系机械设计 第十四章 联轴器2、离心离合器、离心离合器 (centrifugal clutch)3、电磁粉末离合器、电磁粉末离合器 (electromagnetic clutch)1515
