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1、第十二章 联轴器和离合器12-1 联轴器和离合器概述12-2 联轴器的种类和特性12-3 操纵式离合器12-4 自动离合器w 了解常用联轴器、离合器的主要类了解常用联轴器、离合器的主要类 型和用途；型和用途；w 掌握常用联轴器的结构、原理、特掌握常用联轴器的结构、原理、特 点、应用及选择点、应用及选择。 在机械中传动装置要与在机械中传动装置要与工作机进行轴间联接才能传工作机进行轴间联接才能传递运动和动力。轴间联接形递运动和动力。轴间联接形式通常有两种即联轴器与离式通常有两种即联轴器与离合器。合器。1212- -1 1联轴器和离合器联轴器和离合器概述概述相同点：相同点：两者都是用来联接两轴一起两
2、者都是用来联接两轴一起转动，并传递转矩的转动，并传递转矩的标准件标准件。不同点：不同点：联轴器在运转时，两轴不能联轴器在运转时，两轴不能分离，必须停车后，经过拆卸才能分分离，必须停车后，经过拆卸才能分离；离合器在运转时和停车后，不用离；离合器在运转时和停车后，不用拆卸两轴便可分离。拆卸两轴便可分离。w曲线曲线a a 刚性联轴器，无弹性元件挠性联轴器刚性联轴器，无弹性元件挠性联轴器w曲线曲线b b 有缓冲作用的弹性联轴器有缓冲作用的弹性联轴器w曲线曲线c c 具有缓冲及减振作用的弹性联轴器具有缓冲及减振作用的弹性联轴器1 1 1 1、刚性联轴器刚性联轴器刚性联轴器刚性联轴器 用于用于载荷平稳，转
3、速稳定，同轴度好，无相对载荷平稳，转速稳定，同轴度好，无相对载荷平稳，转速稳定，同轴度好，无相对载荷平稳，转速稳定，同轴度好，无相对位移位移位移位移的场合。的场合。选用原则选用原则选用原则选用原则2 2 2 2、无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器 用于用于有相对位移有相对位移有相对位移有相对位移场合。场合。 定刚度弹性联轴器定刚度弹性联轴器定刚度弹性联轴器定刚度弹性联轴器 用于载荷和速度不大，同轴度不易保证的场合。用于载荷和速度不大，同轴度不易保证的场合。轴颈轴颈d d大小：大小：d dminminddmaxmax范围范围工作转速工作转速：nnnn
4、转矩转矩T T：T Tc cTTn n（许用名义转矩）（许用名义转矩）w选型号选型号（查手册）（查手册）变刚度弹性联轴器变刚度弹性联轴器变刚度弹性联轴器变刚度弹性联轴器 用于载荷和速度变化较大处。用于载荷和速度变化较大处。计算转矩计算转矩T Tc cT T 工作转矩工作转矩 附加动力转矩附加动力转矩k k 载荷系数，查手册载荷系数，查手册T Tn n 许用名义转矩，查手册许用名义转矩，查手册联轴器的种类和特性11212- -2 2 联轴器联轴器（静联接）（静联接）1、用于联接轴与轴，以传递运动与转矩；、用于联接轴与轴，以传递运动与转矩； 2、补偿所联两轴的相对位移；、补偿所联两轴的相对位移；制
5、造及安装误差、变形、温度变化制造及安装误差、变形、温度变化不能保证严格的对中，不能保证严格的对中，这就要求设计这就要求设计联轴器时，从结构上采取措施，使之能够适应一定范围的相对位移。联轴器时，从结构上采取措施，使之能够适应一定范围的相对位移。w一一、功用：、功用：二、根据位移能力不同，联轴器分为：二、根据位移能力不同，联轴器分为：刚性可移式联轴器刚性可移式联轴器刚性可移式联轴器的组成零件间构成的动联接，具有某一方向或几个刚性可移式联轴器的组成零件间构成的动联接，具有某一方向或几个方向的活动度，因此能补偿两轴的相对位移。方向的活动度，因此能补偿两轴的相对位移。弹性可移式联轴器弹性可移式联轴器 适
6、用于两轴适用于两轴有偏斜有偏斜或工作中有或工作中有相对位移相对位移的地方的地方，不但可，不但可 以补偿两轴的相对位移，还具有缓冲减振等作用以补偿两轴的相对位移，还具有缓冲减振等作用可移式联轴器可移式联轴器-用于两轴有相对位移时用于两轴有相对位移时固定式联轴器固定式联轴器：被联接两轴间的各种相对位移无补偿能被联接两轴间的各种相对位移无补偿能 力，适用于两轴能力，适用于两轴能严格对中严格对中，并在工作中，并在工作中 不发生相对位移不发生相对位移地方，地方， 如凸缘联轴器如凸缘联轴器。径向尺寸小，机床中应用很广。径向尺寸小，机床中应用很广。1）、套筒联轴器）、套筒联轴器1、固定式联轴器、固定式联轴器
7、w优点：结构简单，价格低优点：结构简单，价格低w w无法补偿位移和偏斜无法补偿位移和偏斜无法补偿位移和偏斜无法补偿位移和偏斜，对两轴对中性要求高；，对两轴对中性要求高；w w无缓冲吸振能力无缓冲吸振能力无缓冲吸振能力无缓冲吸振能力。w缺点：缺点：2）、凸缘联轴器）、凸缘联轴器对中方式不同，有两种型式：对中方式不同，有两种型式：应用：能传递较大载荷；用于两轴同轴度好、载荷平稳场合；应用：能传递较大载荷；用于两轴同轴度好、载荷平稳场合；绞制孔绞制孔凸缘和凹槽凸缘和凹槽用于低速用于低速。3）、夹壳联轴器）、夹壳联轴器无弹性件挠性联轴器2、刚性可移式联轴器、刚性可移式联轴器十字滑块联轴器十字滑块联轴器
8、滑块联轴器滑块联轴器万向联轴器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 w允许允许径向位移，但有转速要求径向位移，但有转速要求径向位移，但有转速要求径向位移，但有转速要求1）、十字滑块联轴器）、十字滑块联轴器w允许较大的角位移，通常成对使用。允许较大的角位移，通常成对使用。2）、万向联轴器）、万向联轴器w较大的齿侧间隙较大的齿侧间隙w齿顶做成球面齿顶做成球面w有较多齿传递转矩有较多齿传递转矩 承载高，用于重型机械。承载高，用于重型机械。允许综合位移允许综合位移3）、齿式联轴器）、齿式联轴器w齿式联轴器工作情况齿式联轴器工作情况w角位移角位移w径向位移径向位移有弹性件挠性联轴器3、
9、弹性可移式联轴器、弹性可移式联轴器弹性圈柱销联轴器弹性圈柱销联轴器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1 1）、金属弹性元件联轴器、金属弹性元件联轴器蛇形弹簧联轴器：用于蛇形弹簧联轴器：用于重载、高温。重载、高温。重载、高温。重载、高温。2 2）、非金属弹性元件联轴器、非金属弹性元件联轴器w弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器w弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器适用于：需正反转、起动频繁，适用于：需正反转、起动频繁， 传递中小转矩场合。传递中小转矩场合。w w弹性联轴器弹性联轴器弹性联轴器弹性联轴器有金属或非金属弹性元件：有金属或非金属弹性元件：w a a、变形功能，、变形功能，
10、补偿综合位移补偿综合位移补偿综合位移补偿综合位移；w b b、变形功能，储存能量，、变形功能，储存能量，缓冲能力缓冲能力缓冲能力缓冲能力；w c c、弹性滞后，、弹性滞后，吸振能力吸振能力吸振能力吸振能力；轮胎式联轴器的结构如图所示，轮胎式联轴器的结构如图所示，中间为橡胶制成的轮胎环，用中间为橡胶制成的轮胎环，用止退垫板与半联轴器联接。它止退垫板与半联轴器联接。它的结构简单可靠，易于变形，的结构简单可靠，易于变形，因此它允许的相对位移较大。因此它允许的相对位移较大。轮胎式联轴器适用于启动频繁、轮胎式联轴器适用于启动频繁、正反向运转、有冲击振动、两正反向运转、有冲击振动、两轴间有较大的相对位移量
11、、以轴间有较大的相对位移量、以及潮湿多尘之处。它的径向尺及潮湿多尘之处。它的径向尺寸庞大寸庞大，但轴向尺寸较窄，有但轴向尺寸较窄，有利于缩短串接机组的总长度。利于缩短串接机组的总长度。它的最大转速可达它的最大转速可达5 000 r/min。 3 3）轮胎式联轴器轮胎式联轴器全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等，结合全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等，结合常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴器的类型。常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴器的类型。低速、刚性大的短轴可选用固定式联轴器；低速、刚性大的短轴可选用固定式联轴器；低速、刚性小的长轴可选用刚性可
12、移式联轴器；低速、刚性小的长轴可选用刚性可移式联轴器；传递转矩较大的重型机械选用齿轮联轴器；传递转矩较大的重型机械选用齿轮联轴器；对于高速、有振动和冲击的机械，选用弹性可移式联轴器；对于高速、有振动和冲击的机械，选用弹性可移式联轴器；轴线位置有较大变动的两轴，应选用万向联轴器；轴线位置有较大变动的两轴，应选用万向联轴器；总结总结半离合器半离合器1半离合器半离合器2控制力控制力w离合器按其工作原理可分为：离合器按其工作原理可分为：嵌入式嵌入式 、摩擦式、摩擦式 w离合器按其控制方式可分为：离合器按其控制方式可分为：人力式人力式 、电磁、气、电磁、气/液压液压1212-3-3 操纵式操纵式离合器离
13、合器动联接动联接对离合器的基本要求对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠； 结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好； 操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。一、一、牙嵌离合器牙嵌离合器 牙嵌式离合器是一种啮合式离合器，由端面带牙的两半牙嵌式离合器是一种啮合式离合器，由端面带牙的两半离合器组成。中间离合器组成。中间 通过对中
14、环使两轴对中。通过对中环使两轴对中。 牙嵌式离合器的牙型有：牙嵌式离合器的牙型有：1 1）矩形）矩形易制造，嵌合困难，牙根强度低，易制造，嵌合困难，牙根强度低，磨损不能补偿，用于静态下接合；磨损不能补偿，用于静态下接合；2 2）梯形）梯形牙根强度高，传递扭矩大，易接合分离，牙根强度高，传递扭矩大，易接合分离，磨损能自动补偿，应用较广；磨损能自动补偿，应用较广；3 3）锯齿形）锯齿形牙根强度高，传递扭矩大，适于单向传动。牙根强度高，传递扭矩大，适于单向传动。 牙嵌离合器冲击大牙嵌离合器冲击大, 适用于两轴转速差很小的场合。适用于两轴转速差很小的场合。二、圆盘式摩擦离合器二、圆盘式摩擦离合器 圆盘
15、式摩擦离合器分为单片式和圆盘式摩擦离合器分为单片式和多片式多片式。 多片式摩擦离合器由两组摩擦片，分别安装多片式摩擦离合器由两组摩擦片，分别安装 在左侧的外套和右侧的套筒上，摩擦片均能在左侧的外套和右侧的套筒上，摩擦片均能 沿轴向滑动，在滑环和曲臂压杆的共同作用沿轴向滑动，在滑环和曲臂压杆的共同作用 下，使两组摩擦片接合或分离，最终使主动下，使两组摩擦片接合或分离，最终使主动 轴和从动轴接合或分离轴和从动轴接合或分离； 多片式摩擦离合器的径向尺寸相对较小，多片式摩擦离合器的径向尺寸相对较小，传递的转矩很大；传递的转矩很大； 常用于要求径向空间紧凑且较大的机械上。常用于要求径向空间紧凑且较大的机
16、械上。单片式摩擦离合器多用于转矩在单片式摩擦离合器多用于转矩在2000 N. m以下以下的轻型机械。的轻型机械。 接合平稳，但结构较复杂；接合平稳，但结构较复杂； 过载时因摩擦片打滑而保护机件。过载时因摩擦片打滑而保护机件。图12-18 多片式摩擦离合器三、电磁式摩擦离合器三、电磁式摩擦离合器 电磁电磁式摩擦离合器是电磁控制的多片摩擦离合式摩擦离合器是电磁控制的多片摩擦离合 器。当直流电经接触环导入电磁线圈后产生磁通器。当直流电经接触环导入电磁线圈后产生磁通 量，使电磁力吸引衔铁，于是使两组摩擦片压紧，量，使电磁力吸引衔铁，于是使两组摩擦片压紧， 离合器处于接合状态。当断电时由复位弹簧推开离合
17、器处于接合状态。当断电时由复位弹簧推开 摩擦片，使离合器处于分离状态；摩擦片，使离合器处于分离状态； 离合动作迅速；离合动作迅速； 没有不平衡的轴向力；没有不平衡的轴向力； 可以实现远距离控制。可以实现远距离控制。w电磁式电磁式摩擦离合器常用于自动控制的数控机床。摩擦离合器常用于自动控制的数控机床。在电磁离在电磁离 合器中，电磁摩擦离合器是应用最广泛的一种。合器中，电磁摩擦离合器是应用最广泛的一种。n如图如图17所示，在电磁操纵的所示，在电磁操纵的摩擦离合器中，当直流电经摩擦离合器中，当直流电经接触环接触环1导入电磁线圈导入电磁线圈2后，后，产生磁力线吸引衔铁产生磁力线吸引衔铁5，于，于是衔铁
18、是衔铁5将两组摩擦片将两组摩擦片3和和4压紧，离合器处于接合状态。压紧，离合器处于接合状态。当电流切断时，磁力消失，当电流切断时，磁力消失，依靠复位弹簧依靠复位弹簧6将衔铁推开，将衔铁推开，使两组摩擦片松开，离合器使两组摩擦片松开，离合器处于分离状态。处于分离状态。n在电磁离合器中，电磁摩擦在电磁离合器中，电磁摩擦离合器是应用离合器是应用最广泛的一种。u摩擦离合器也可用电磁力来操纵。摩擦离合器也可用电磁力来操纵。1212-4-4 自动自动离合器离合器w离合器主要有三种类型：离合器主要有三种类型：安全离合器安全离合器 破断式、弹簧破断式、弹簧-嵌入式、摩擦式嵌入式、摩擦式 当传递的转矩超过某一限
19、度时，则分别发生减断联接件、当传递的转矩超过某一限度时，则分别发生减断联接件、分离联接件和使联接件打滑等现象，起到保护机器中重要零部分离联接件和使联接件打滑等现象，起到保护机器中重要零部件的作用件的作用定向离合器定向离合器 可用于高速场合，但精度要求高，可用于高速场合，但精度要求高，常常用于汽车、机床等的用于汽车、机床等的传动装置中。传动装置中。离心式离心式 离合器离合器 常做为启动装置的离合器，以降低启动时的负载。常做为启动装置的离合器，以降低启动时的负载。安全联轴器离合器2w一一、滚珠安全离合器、滚珠安全离合器主动齿轮传来的转矩通过滚珠、从动盘、外套筒而传给从动轴。当转矩主动齿轮传来的转矩
20、通过滚珠、从动盘、外套筒而传给从动轴。当转矩超过许用值时，弹簧被过大的轴向分力压缩，使从动盘向右移动，原来交错超过许用值时，弹簧被过大的轴向分力压缩，使从动盘向右移动，原来交错压紧的滚珠因被放松而相互滑动，此时主动齿轮空转，从动轴即停止转动。压紧的滚珠因被放松而相互滑动，此时主动齿轮空转，从动轴即停止转动。当载荷恢复正常时，又可重新传递转矩。弹簧压力的大小可用螺母来调节。当载荷恢复正常时，又可重新传递转矩。弹簧压力的大小可用螺母来调节。 特殊1w二二、定向离合器、定向离合器当爪轮为主动轮并作顺时针回转时，当爪轮为主动轮并作顺时针回转时，滚柱将被摩擦力转动而滚向空隙的收缩部滚柱将被摩擦力转动而滚
21、向空隙的收缩部分，并楔紧在爪轮和套筒间，使套筒随爪分，并楔紧在爪轮和套筒间，使套筒随爪轮一同回转，离合器即进入接合状态。轮一同回转，离合器即进入接合状态。当爪轮反向回转时，滚柱即被滚到空当爪轮反向回转时，滚柱即被滚到空隙的宽敞部分，这时离合器即处于分离状隙的宽敞部分，这时离合器即处于分离状态。态。 因而定向离合器只能传递单方向的转因而定向离合器只能传递单方向的转矩，可在机械中用来防止逆转及完成单向矩，可在机械中用来防止逆转及完成单向传动。传动。特殊2w三三、离心离合器、离心离合器如图所示为开式离心离合器的工作原理图，在两个拉伸螺旋弹簧的如图所示为开式离心离合器的工作原理图，在两个拉伸螺旋弹簧的弹力作用下，主动部分的一对闸块与从动部分的鼓轮脱开；当转速达到弹力作用下，主动部分的一对闸块与从动部分的鼓轮脱开；当转速达到某一数值后，离心力增加到能克服弹簧拉力时，便使闸块绕其支点向外某一数值后，离心力增加到能克服弹簧拉力时，便使闸块绕其支点向外摆动与从动鼓轮压紧，离合器即进入接合状态。当接合面上产生的摩擦摆动与从动鼓轮压紧，离合器即进入接合状态。当接合面上产生的摩擦力矩足够大时，主、从动轴即一起转动力矩足够大时，主、从动轴即一起转动
