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1、第第5章连接章连接5. 1螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型5. 2键连接和销连接键连接和销连接5. 3联轴器和离合器联轴器和离合器返回第第5章连接章连接将两个或两个以上的物体结合在一起的形式称为连接。在机械中，为将两个或两个以上的物体结合在一起的形式称为连接。在机械中，为了便于制造、安装、运输、维修等，广泛地使用了各种连接。连接分了便于制造、安装、运输、维修等，广泛地使用了各种连接。连接分为可拆连接和不可拆连接，可拆连接是指不需损坏连接中的任一零件为可拆连接和不可拆连接，可拆连接是指不需损坏连接中的任一零件就可拆开的连接，不可拆连接是至少必须毁坏连接中的某一部分才能就可拆开的连接，不可拆连
2、接是至少必须毁坏连接中的某一部分才能拆开的连接。本章主要介绍机械中常见的可拆连接。通过本章的学习，拆开的连接。本章主要介绍机械中常见的可拆连接。通过本章的学习，应达到如下目标应达到如下目标:知识目标知识目标了解机械中常用的可拆连接了解机械中常用的可拆连接(螺纹连接、键连接、花键连接、销连接螺纹连接、键连接、花键连接、销连接)的工作原理，了解结构形式的工作原理，了解结构形式了解螺纹连接的预紧和防松了解螺纹连接的预紧和防松掌握键连接的类型、特点和应用场合掌握键连接的类型、特点和应用场合了解联轴器和离合器的类型、特点及应用了解联轴器和离合器的类型、特点及应用下一页返回第第5章章 连接连接能力目标能力
3、目标具备螺纹连接的预紧和防松的能力具备螺纹连接的预紧和防松的能力具备查阅规范的能力具备查阅规范的能力上一页返回5. 1螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型螺纹连接是利用螺纹连接件将被连接件连接起来而构成的一种可拆连螺纹连接是利用螺纹连接件将被连接件连接起来而构成的一种可拆连接，在机械中应用较广。它结构简单、工作可靠、装拆方便。螺纹连接，在机械中应用较广。它结构简单、工作可靠、装拆方便。螺纹连接的类型很多，设计时可根据装拆的次数、被连接件的厚度和强度以接的类型很多，设计时可根据装拆的次数、被连接件的厚度和强度以及机构的尺寸等具体条件来选用。常用的螺纹连接类型有
4、四种及机构的尺寸等具体条件来选用。常用的螺纹连接类型有四种:螺栓连螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接。接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接。1.螺检连接螺检连接可分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种类型。可分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种类型。如图如图5-1 ( a)所示为普通螺栓连接，用螺栓穿过被连接件的光孔，在所示为普通螺栓连接，用螺栓穿过被连接件的光孔，在螺栓的另一端套上垫圈，拧上螺母，把被连接件连接在一起，螺栓主螺栓的另一端套上垫圈，拧上螺母，把被连接件连接在一起，螺栓主要承受轴向载荷。这种方法不需在被连接件上加工螺纹孔，装拆方便，要承受轴向载荷。这种方法不需在
5、被连接件上加工螺纹孔，装拆方便，因而得到广泛应用。这种连接主要用于被连接件不太厚并能从两端拆因而得到广泛应用。这种连接主要用于被连接件不太厚并能从两端拆卸的场合。卸的场合。下一页返回5. 1螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 如图如图5一一1 (b)所示为铰制孔螺栓连接。孔和螺栓杆部多用基轴制过渡所示为铰制孔螺栓连接。孔和螺栓杆部多用基轴制过渡配合，螺栓穿过铰制孔与螺母配合使用。这类螺栓主要用于传递横向配合，螺栓穿过铰制孔与螺母配合使用。这类螺栓主要用于传递横向载荷或需要精确固定被连接件的相互位置的场合载荷或需要精确固定被连接件的相互位置的场合2.双头螺柱连接双头螺柱连接如图如图5一一2所示
6、所示，螺栓的两端均有螺纹，一端拧入并紧定在较厚被连接，螺栓的两端均有螺纹，一端拧入并紧定在较厚被连接件的螺纹孔，另一端穿过较薄被连接件的通孔，套上垫圈，拧上螺母，件的螺纹孔，另一端穿过较薄被连接件的通孔，套上垫圈，拧上螺母，把机件连接在一起。适用于结构受限制，不能采用螺栓连接，如被连把机件连接在一起。适用于结构受限制，不能采用螺栓连接，如被连接件之一太厚不宜制成通孔，且需经常拆卸时的场合。接件之一太厚不宜制成通孔，且需经常拆卸时的场合。3.螺钉连接螺钉连接如图如图5 -3所示所示，应用与双头螺栓相似，螺栓，应用与双头螺栓相似，螺栓(或或)螺钉穿过被连接件的螺钉穿过被连接件的孔之后，直接拧入另一
7、被连接件的螺纹孔中，不需螺母，在结构上比孔之后，直接拧入另一被连接件的螺纹孔中，不需螺母，在结构上比双头螺栓简单、紧凑。常用于被连接件之一较厚且不需经常拆卸的场双头螺栓简单、紧凑。常用于被连接件之一较厚且不需经常拆卸的场合。合。上一页 下一页返回5. 1螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型4.紧定螺钉连接紧定螺钉连接如图如图5 -4所示所示，紧定螺钉直接拧入被连接件之一的螺纹孔中，其末端，紧定螺钉直接拧入被连接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被连接件的表面或凹坑中，以固定两个零件的相互位置，并顶住另一被连接件的表面或凹坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。可传递不大的力或转矩
8、。标准螺纹连接件标准螺纹连接件螺纹连接件的结构形式和尺寸已经标准化，设计时查有关标准选用即螺纹连接件的结构形式和尺寸已经标准化，设计时查有关标准选用即可。常用螺纹连接件的类型、结构特点和应用可。常用螺纹连接件的类型、结构特点和应用如表如表5一一1所示所示。上一页 下一页返回5. 1螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型螺纹连接的预紧和防松螺纹连接的预紧和防松1.螺纹连接的预紧螺纹连接的预紧在实际工程中，绝大多数的螺纹连接在装配时都必须拧紧，即在承受在实际工程中，绝大多数的螺纹连接在装配时都必须拧紧，即在承受工作载荷前就事先受到预紧力的作用，这种连接称为紧连接，个别不工作载荷前就事先受到预紧力的作
9、用，这种连接称为紧连接，个别不需要预紧的螺纹连接称为松连接。需要预紧的螺纹连接称为松连接。预紧的目的是为了增强连接的可靠性、紧密性和刚性。对于一般连接，预紧的目的是为了增强连接的可靠性、紧密性和刚性。对于一般连接，预紧程度凭经验而定，对于重要连接预紧程度凭经验而定，对于重要连接(如汽缸体和汽缸盖的连接如汽缸体和汽缸盖的连接)，当，当预紧力不足时，在承受工作载荷后，被连接件之间可能会出现缝隙，预紧力不足时，在承受工作载荷后，被连接件之间可能会出现缝隙，或者产生相对位移，当预紧力过大时，则可能使连接过载，甚至断裂或者产生相对位移，当预紧力过大时，则可能使连接过载，甚至断裂破坏，因此，对预紧力必须用
10、一定的方法加以控制。控制拧紧力常用破坏，因此，对预紧力必须用一定的方法加以控制。控制拧紧力常用的拧紧工具有测力矩扳手的拧紧工具有测力矩扳手(图图5一一5)、定力矩扳手等，对于重要的连接，、定力矩扳手等，对于重要的连接，可采用测量螺栓仲长法检查可采用测量螺栓仲长法检查上一页 下一页返回5. 1螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型对于对于M10一一M68 mm的粗牙普通螺纹，拧紧力矩的经验公式为的粗牙普通螺纹，拧紧力矩的经验公式为式中式中:F0为预紧力为预紧力(N);d为螺栓的公称直径为螺栓的公称直径(mm);T为拧紧为拧紧(Nmm ) 。小直径的螺栓装配时，应施加小的拧紧力矩，否则螺栓容易被拧断
11、。小直径的螺栓装配时，应施加小的拧紧力矩，否则螺栓容易被拧断。因此，在重要的连接中，如果不能严格控制预紧力的大小，则不易适因此，在重要的连接中，如果不能严格控制预紧力的大小，则不易适用直径小于用直径小于M12的螺栓。的螺栓。2.螺纹连接的防松螺纹连接的防松连接用螺纹一般采用单线螺纹，自锁性好，同时螺栓头部和螺母等支连接用螺纹一般采用单线螺纹，自锁性好，同时螺栓头部和螺母等支承面处的摩擦力也有防松作用，在静载和常温下，螺纹连接件一般不承面处的摩擦力也有防松作用，在静载和常温下，螺纹连接件一般不会发生松动。但在冲击、振动、变载或温度变化很大时，螺纹副间的会发生松动。但在冲击、振动、变载或温度变化很
12、大时，螺纹副间的摩擦力就会减小甚至消失，致使连接逐渐松脱，导致机器不能正常工摩擦力就会减小甚至消失，致使连接逐渐松脱，导致机器不能正常工作甚至造成重大的人身事故。因此，设计时必须考虑防松措施。作甚至造成重大的人身事故。因此，设计时必须考虑防松措施。上一页 下一页返回5. 1螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型防松就是防止螺纹副产生相对转动，防松的方法很多，按工作原理可防松就是防止螺纹副产生相对转动，防松的方法很多，按工作原理可分为摩擦力防松、机械方法防松和破坏螺纹副关系防松等三类。分为摩擦力防松、机械方法防松和破坏螺纹副关系防松等三类。(1)摩擦力防松。摩擦防松的原理摩擦力防松。摩擦防松的原理
13、:在螺纹副中产生不随外力变化的正在螺纹副中产生不随外力变化的正压力，形成阻止螺纹副相对转动的摩擦力，这种防松方法适用于机械压力，形成阻止螺纹副相对转动的摩擦力，这种防松方法适用于机械外部静止构件的连接以及防松要求不严格的场合。常采用双螺母外部静止构件的连接以及防松要求不严格的场合。常采用双螺母(图图5一一6)、弹性挡圈、弹性挡圈(图图5一一7、自锁螺母、自锁螺母(图图5一一8)来实现。来实现。(2)机械方法防松。机械方法防松是利用各种专用的止动件来限制螺纹机械方法防松。机械方法防松是利用各种专用的止动件来限制螺纹副的相对转动，常采用开口销与开槽螺母副的相对转动，常采用开口销与开槽螺母(图图5
14、-9)、止动垫圈、止动垫圈(图图5一一10) ,串联钢丝串联钢丝(图图5一一11)等实现等实现W破坏螺纹副关系防松。如果连接不需拆开，可用冲点破坏螺纹副关系防松。如果连接不需拆开，可用冲点(图图5一一12、焊、焊接、粘接接、粘接(图图5一一13)等防松方法将螺纹副转化为非运动副，从而排除相等防松方法将螺纹副转化为非运动副，从而排除相对运动的可能。对运动的可能。上一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接5. 2. 1概述概述键连接通过键将轴与轴上零件键连接通过键将轴与轴上零件(如齿轮、凸轮、带轮等如齿轮、凸轮、带轮等)连接在一起，连接在一起，实现轴与轴上零件的周向固定，以传递转矩。某些类型的
15、键连接还能实现轴与轴上零件的周向固定，以传递转矩。某些类型的键连接还能实现轴和轴上零件的轴向固定，或轴向动连接实现轴和轴上零件的轴向固定，或轴向动连接键连接是可拆连接，结构简单、工作可靠，装拆方便，并且键已经标键连接是可拆连接，结构简单、工作可靠，装拆方便，并且键已经标准化，不必自行设计，只需根据使用要求和国家标准选用，所以生产准化，不必自行设计，只需根据使用要求和国家标准选用，所以生产中应用广泛，是轴上零件周向固定最常用的方法。中应用广泛，是轴上零件周向固定最常用的方法。5. 2. 2键连接类型、特点和应用键连接类型、特点和应用按其结构特点和工作原理，键连接可分为平键连接、半圆键连接和楔按其
16、结构特点和工作原理，键连接可分为平键连接、半圆键连接和楔键连接、切向键连接、花键连接等。键连接、切向键连接、花键连接等。下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接1.平键连接平键连接平键的两侧面是工作面。这种键连接定心性好，装拆方便，能承受冲平键的两侧面是工作面。这种键连接定心性好，装拆方便，能承受冲击或变载荷。工作时靠键与键槽互相挤压与键的剪切传递转矩。键连击或变载荷。工作时靠键与键槽互相挤压与键的剪切传递转矩。键连接按用途分为普通平键、导向平键和滑键三种。接按用途分为普通平键、导向平键和滑键三种。普通平键应用最广普通平键应用最广(图图5一一14)，构成静连接。普通平键按端部形状不同，构
17、成静连接。普通平键按端部形状不同分为分为A型型(圆头圆头)、B型型(方头方头)、C型型(单圆头单圆头)三种。三种。A型键和型键和C型键在轴型键在轴上的键槽用端铣刀加工，上的键槽用端铣刀加工，B型键在轴上的键槽用盘状铣刀加工。与型键在轴上的键槽用盘状铣刀加工。与B型键相比，型键相比，A型键在键槽中易于固定，但轴上键槽的应力集中较大。型键在键槽中易于固定，但轴上键槽的应力集中较大。C型键常用于轴端处。型键常用于轴端处。导向平键导向平键(图图5一一15)用于动连接，由于键较长，需要用螺钉将键固定在用于动连接，由于键较长，需要用螺钉将键固定在键槽中。为了拆卸方便，在键上设置起键螺孔。键槽中。为了拆卸方
18、便，在键上设置起键螺孔。滑键滑键(图图5一一16)固定在轮毅上，与轮毅一起可沿轴上键槽移动。适用于固定在轮毅上，与轮毅一起可沿轴上键槽移动。适用于轮毅沿轴向移动距离较长的场合。轮毅沿轴向移动距离较长的场合。上一页 下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接相关连接相关连接:平键的标记示例平键的标记示例:圆头普通平键圆头普通平键(A型型)，b= 16 mm , h = 10 mm , L = 100 mm，表示，表示为键为键16 x 100 GB 1096-1979(90)方头普通平键方头普通平键(B型型)，b = 16 mm , h = 10 mm , L = 100 mm，表示，表示为键
19、为键B16 x 100 GB 1096-1979(90)单圆头普通平键单圆头普通平键(C型型)，b = 16 mm , h = 10 mm , L = 100 mm，表，表示为键示为键C16 x 100 GB 1096-1979(90)圆头导向平键圆头导向平键(A型型)，b= 16 mm , h = 10 mm , L = 100 mm，表示，表示为键为键16 x 100 GB 1097-1979(90)方头导向平键方头导向平键(B型型)，b = 16 mm , h = 10 mm , L = 100 mm，表示，表示为键为键B16 x 100 GB 1097-1979(90)上一页 下一页返
20、回5. 2键连接和销连接键连接和销连接上述标记示例中，上述标记示例中，A型普通平键可以省略字母型普通平键可以省略字母A;标准代号后括号是指标准代号后括号是指发布于发布于1979年，该国家标准在年，该国家标准在1990年经审定确认继续有效年经审定确认继续有效2.半圆键连接半圆键连接半圆键也是以两侧面为工作面，用于静连接。半圆键能在轴上键槽中半圆键也是以两侧面为工作面，用于静连接。半圆键能在轴上键槽中摆动，以适应轮毅键槽底面的倾斜，便于安装且有良好的自位作用。摆动，以适应轮毅键槽底面的倾斜，便于安装且有良好的自位作用。缺点是键槽较深，对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接，常用在缺点是键槽较深，对轴
21、的强度削弱较大，只适用于轻载连接，常用在锥形轴端与毅孔的连接中，锥形轴端与毅孔的连接中，如图如图5一一17所示所示。3.楔键连接楔键连接楔键楔键(图图5一一18)上下面是工作面，键的上表面和轮毅键槽底面各具有上下面是工作面，键的上表面和轮毅键槽底面各具有1: 100的斜度，装配时把楔键打人轴和轮毅的键槽内，使在工作面上的斜度，装配时把楔键打人轴和轮毅的键槽内，使在工作面上产生很大的压紧力产生很大的压紧力FN 。工作时主要靠楔紧的摩擦力传递转矩，并能承。工作时主要靠楔紧的摩擦力传递转矩，并能承受单方向的轴向力。由于楔键打人时，迫使轴和轮毅产生偏心，故多受单方向的轴向力。由于楔键打人时，迫使轴和轮
22、毅产生偏心，故多用于对中性要求不高、载荷平稳和转速较低的场合。用于对中性要求不高、载荷平稳和转速较低的场合。上一页 下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，普通楔键有圆头、方头、单圆头楔键分为普通楔键和钩头楔键两种，普通楔键有圆头、方头、单圆头三种形式。钩头楔键的钩头供拆卸用。安装在轴端时，应注意加装防三种形式。钩头楔键的钩头供拆卸用。安装在轴端时，应注意加装防护罩。护罩。 4.切向键连接切向键连接如图如图5一一19所示所示，切向键是由一对楔键沿斜面，切向键是由一对楔键沿斜面(斜度斜度1: 100 )拼合而成，拼合而成，上下两工作面没有斜度，并且相互平行。
23、装配时，把两个键从轮毅的上下两工作面没有斜度，并且相互平行。装配时，把两个键从轮毅的两端打人并楔紧，因此会影响到轮毅与轴的对中性。工作时，靠工作两端打人并楔紧，因此会影响到轮毅与轴的对中性。工作时，靠工作面的压紧产生的摩擦力传递转矩。传递单向转矩时，只需一对切向键，面的压紧产生的摩擦力传递转矩。传递单向转矩时，只需一对切向键，传递双向转矩，则需安装两对互成传递双向转矩，则需安装两对互成12001350的切向键。切向键的键的切向键。切向键的键槽较深，对轴的强度削弱较大，对中性较差，故只适用于对中性和运槽较深，对轴的强度削弱较大，对中性较差，故只适用于对中性和运动精度要求不高、低速、轴径大于动精度
24、要求不高、低速、轴径大于100 mm的场合。的场合。上一页 下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接5.花键连接花键连接花键连接由轴上加工出的外花键和轮毅上加工出的内花键组成花键连接由轴上加工出的外花键和轮毅上加工出的内花键组成(图图5-20)。工作时，靠键齿的侧面互相挤压传递转矩。与平键连接相比，花键工作时，靠键齿的侧面互相挤压传递转矩。与平键连接相比，花键连接的优点是对中性、导向性、载荷分布的均匀性较好，而且齿数连接的优点是对中性、导向性、载荷分布的均匀性较好，而且齿数多，承载能力大，尤其广泛用于动连接。花键连接的缺点是成本高因多，承载能力大，尤其广泛用于动连接。花键连接的缺点是成本
25、高因此，花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接此，花键连接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接花键连接已标准化。最常用的花键齿形为矩形和渐开线。花键连接已标准化。最常用的花键齿形为矩形和渐开线。上一页 下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接(1)矩形花键矩形花键矩形花键的齿廓为直线如矩形花键的齿廓为直线如图图5 -21 (a)，规格为键数，规格为键数Nx小径小径dx大径大径Dx键宽键宽B。按键数和键高的不同，矩形花键分为轻、中两个系列。对载。按键数和键高的不同，矩形花键分为轻、中两个系列。对载荷较轻的连接，可选用轻系列荷较轻的连接，可选用轻系列;载荷较大的静连接或
26、动连接，可选用中载荷较大的静连接或动连接，可选用中系列。系列。 矩形花键由于加工容易，所以得到广泛应用。矩形花键的定心方式有矩形花键由于加工容易，所以得到广泛应用。矩形花键的定心方式有三种三种:小径小径d定心、大径定心、大径D定心和齿侧定心和齿侧(键宽键宽B)定心，定心，如图如图5一一22所示。所示。其中因内花键的小径可用内圆磨床加工，外花键的小径可由专用花键其中因内花键的小径可用内圆磨床加工，外花键的小径可由专用花键磨床加工，因而定心精度高，定心的稳定性好。磨床加工，因而定心精度高，定心的稳定性好。上一页 下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接(2)渐开线花键渐开线花键渐开线花键的齿
27、廓是渐开线渐开线花键的齿廓是渐开线(图图5-21 (b) )，按分度圆压力角的不同，按分度圆压力角的不同，分分300渐开线和渐开线和450渐开线两种。渐开线花键的定心方式为齿侧定心，渐开线两种。渐开线花键的定心方式为齿侧定心，具有自动定心的特点。当传递的转矩较大且轴径也较大时，宜采用具有自动定心的特点。当传递的转矩较大且轴径也较大时，宜采用300渐开线渐开线450 。渐开线键齿的工作高度小，承载能力较低，多用于薄。渐开线键齿的工作高度小，承载能力较低，多用于薄壁零件的轴毅连接。壁零件的轴毅连接。5. 2. 3销连接销连接销主要有圆柱销和圆锥销两种。销连接可用来确定零件之间的相对位销主要有圆柱销
28、和圆锥销两种。销连接可用来确定零件之间的相对位置、传递运动或转矩，还可用作安全装置中的被切断零件。置、传递运动或转矩，还可用作安全装置中的被切断零件。上一页 下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接1.定位销定位销用来确定零件之间的相对位置的销称为定位销用来确定零件之间的相对位置的销称为定位销(图图5一一23 )。对于不经。对于不经常装拆的定位连接可采用圆柱销，经常拆卸的销可采用圆锥销，因为常装拆的定位连接可采用圆柱销，经常拆卸的销可采用圆锥销，因为圆锥销具有圆锥销具有1: 50的斜度，使连接具有可靠的自锁性，且可以在同一销的斜度，使连接具有可靠的自锁性，且可以在同一销孔中，多次拆卸而不
29、影响连接零件的位置精度。定位销通常不受载荷孔中，多次拆卸而不影响连接零件的位置精度。定位销通常不受载荷或只受很小的载荷，故不作强度计算，其直径根据结构而定，数量不或只受很小的载荷，故不作强度计算，其直径根据结构而定，数量不得少于得少于2个为方便装拆销连接，或对盲孔销连接，可采用内螺纹圆锥个为方便装拆销连接，或对盲孔销连接，可采用内螺纹圆锥销或内螺纹圆柱销。销或内螺纹圆柱销。2.传力销传力销用来传递运动或转矩的销称为传力销用来传递运动或转矩的销称为传力销(图图5 -24)。可采用圆柱销或圆锥。可采用圆柱销或圆锥销，销孔需经铰制。其尺寸应根据结构特点和工作情况，按经验和标销，销孔需经铰制。其尺寸应
30、根据结构特点和工作情况，按经验和标准选取，必要时作强度校核。准选取，必要时作强度校核。上一页 下一页返回5. 2键连接和销连接键连接和销连接3.安全销安全销当传递的动力或转矩过载时，用于连接的销首先被切断，从而保护被当传递的动力或转矩过载时，用于连接的销首先被切断，从而保护被连接零件不受损坏，这种销称为安全销。销的尺寸通常以过载连接零件不受损坏，这种销称为安全销。销的尺寸通常以过载20%一一30%时即折断为依据。使用时，应注意销切断后不能飞出伤人以及便时即折断为依据。使用时，应注意销切断后不能飞出伤人以及便于更换。于更换。上一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器联轴器和离合器是机械传动
31、中常用的部件，它们主要用来连接轴与轴联轴器和离合器是机械传动中常用的部件，它们主要用来连接轴与轴(或轴与其他回转件或轴与其他回转件)，以传递运动和转矩，有时也可用作安全装置。，以传递运动和转矩，有时也可用作安全装置。两者所不同的是，联轴器连接的两轴，在机器的运转过程中，一般不两者所不同的是，联轴器连接的两轴，在机器的运转过程中，一般不能分开，只有在机器停止转动后，用拆卸的方法才能将他们分离能分开，只有在机器停止转动后，用拆卸的方法才能将他们分离;而离而离合器连接的两轴，在机器工作过程中，可以根据需要通过操纵机构或合器连接的两轴，在机器工作过程中，可以根据需要通过操纵机构或自动装置随时结合或分离
32、。自动装置随时结合或分离。下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器5. 3. 1联轴器联轴器1.分类分类联轴器连接的两轴，由于制造和安装误差、受载变形、温度变化、轴联轴器连接的两轴，由于制造和安装误差、受载变形、温度变化、轴承磨损和机座下沉等原因，可能产生轴线的径向偏移、轴向偏移、角承磨损和机座下沉等原因，可能产生轴线的径向偏移、轴向偏移、角偏移或综合偏移，偏移或综合偏移，如图如图5 - 25所示所示。因此，要求联轴器在传递运动和。因此，要求联轴器在传递运动和转矩的同时，应具有补偿轴向偏移和缓冲吸振的能力。转矩的同时，应具有补偿轴向偏移和缓冲吸振的能力。按照有无补偿轴线偏移能力，可将联
33、轴器分为刚性联轴器和挠性联轴按照有无补偿轴线偏移能力，可将联轴器分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。刚性联轴器是不能补偿两轴相对位移的联轴器，常用的有器两大类。刚性联轴器是不能补偿两轴相对位移的联轴器，常用的有凸缘联轴器、套简联轴器等。挠性联轴器是能补偿两轴相对位移的联凸缘联轴器、套简联轴器等。挠性联轴器是能补偿两轴相对位移的联轴器，又分为无弹性元件挠性联轴器和弹性元件挠性联轴器轴器，又分为无弹性元件挠性联轴器和弹性元件挠性联轴器(包括金属包括金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器)两大类。两大类。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联
34、轴器和离合器2.常用联轴器的结构和特点常用联轴器的结构和特点(1)凸缘联轴器凸缘联轴器凸缘联轴器是刚性联轴器中应用最广的一种，结构凸缘联轴器是刚性联轴器中应用最广的一种，结构如图如图5一一26所示所示。两个带凸缘的半联轴器，分别用键和两轴连接，然后用螺栓将两个半两个带凸缘的半联轴器，分别用键和两轴连接，然后用螺栓将两个半联轴器连接成一体。凸缘联轴器要求两轴严格对中，其主要方法有两联轴器连接成一体。凸缘联轴器要求两轴严格对中，其主要方法有两种种:一是用一个半联轴器的凸肩与另一个半联轴器的凹槽互相配合而实一是用一个半联轴器的凸肩与另一个半联轴器的凹槽互相配合而实现对中，用普通螺栓连接，依靠两个半联
35、轴器的结合面之间的摩擦力现对中，用普通螺栓连接，依靠两个半联轴器的结合面之间的摩擦力来传递转矩，这种对中方式对中性好，但装拆时必须轴向移动来传递转矩，这种对中方式对中性好，但装拆时必须轴向移动;二是两二是两个半联轴器用铰制孔螺栓连接，靠螺栓杆与螺栓孔配合对中，依靠螺个半联轴器用铰制孔螺栓连接，靠螺栓杆与螺栓孔配合对中，依靠螺栓杆的剪切及其与孔的挤压传递转矩，装拆时轴不必做轴向移动。栓杆的剪切及其与孔的挤压传递转矩，装拆时轴不必做轴向移动。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器凸缘联轴器结构简单，维护方便，能传递较大转矩，但不能补偿两轴凸缘联轴器结构简单，维护方便，能传递较大转
36、矩，但不能补偿两轴相对位移，对两轴对中性要求较高，没有缓冲和吸振的功能。广泛用相对位移，对两轴对中性要求较高，没有缓冲和吸振的功能。广泛用于载荷平稳、两轴对中性好、短而刚性好的连接。于载荷平稳、两轴对中性好、短而刚性好的连接。(2)套简联轴器套简联轴器套简联轴器通过公用套简以键或销连接两轴，套简联轴器通过公用套简以键或销连接两轴，如图如图5一一27所示所示。套简。套简联轴器属刚性联轴器，结构简单，径向尺寸小，装拆时一根轴需做轴联轴器属刚性联轴器，结构简单，径向尺寸小，装拆时一根轴需做轴向移动，没有缓冲和吸振的功能。套简联轴器常用于载荷平稳、两轴向移动，没有缓冲和吸振的功能。套简联轴器常用于载荷
37、平稳、两轴直径较小、两轴对中性精度高的场合。直径较小、两轴对中性精度高的场合。(3)滑块联轴器滑块联轴器滑块联轴器结构滑块联轴器结构如图如图5 - 28所示所示，利用中间滑块两侧的凸肩与两半联，利用中间滑块两侧的凸肩与两半联轴器端面的凹槽配合，实现两轴的连接。当两轴的轴线不重合时，回轴器端面的凹槽配合，实现两轴的连接。当两轴的轴线不重合时，回转时十字滑块的凸肩沿套简的凹槽滑动，从而实现两轴相对位移的补转时十字滑块的凸肩沿套简的凹槽滑动，从而实现两轴相对位移的补偿。滑块联轴器可补偿两轴径向位移和角度位移。偿。滑块联轴器可补偿两轴径向位移和角度位移。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器
38、和离合器 十字滑块联轴器属无弹性元件挠性联轴器，结构简单，径向尺寸小，十字滑块联轴器属无弹性元件挠性联轴器，结构简单，径向尺寸小，但耐冲击能力差。在转速较高时，补偿两轴位移时会引起十字滑块的但耐冲击能力差。在转速较高时，补偿两轴位移时会引起十字滑块的偏心，产生较大的离心惯性力，所以适用于转速较低、载荷平稳、刚偏心，产生较大的离心惯性力，所以适用于转速较低、载荷平稳、刚性大的场合。性大的场合。(4)鼓形齿联轴器鼓形齿联轴器鼓形齿联轴器属无弹性元件挠性联轴器。结构鼓形齿联轴器属无弹性元件挠性联轴器。结构如图如图5 - 29所示所示，两个，两个带外齿的内套简通过键和两轴连接，两个外套简用螺栓连接成一
39、体，带外齿的内套简通过键和两轴连接，两个外套简用螺栓连接成一体，工作时通过内外齿的啮合，来传递转矩和动力。外齿的齿顶部分呈鼓工作时通过内外齿的啮合，来传递转矩和动力。外齿的齿顶部分呈鼓状，啮合时具有适当的间隙。当两轴传动中产生轴向、径向和角度的状，啮合时具有适当的间隙。当两轴传动中产生轴向、径向和角度的等位移时，可以得到补偿等位移时，可以得到补偿鼓形齿联轴器的优点是转速高、传递转矩大、能补偿较大的综合位移。鼓形齿联轴器的优点是转速高、传递转矩大、能补偿较大的综合位移。缺点是质量大、制造困难、成本高、结构复杂较笨重，因此多用在重缺点是质量大、制造困难、成本高、结构复杂较笨重，因此多用在重型机械中
40、。型机械中。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器(5)万向联轴器万向联轴器万向联轴器属无弹性元件挠性联轴器。万向联轴器属无弹性元件挠性联轴器。图图5一一30示示为应用广泛的为应用广泛的I一字一字轴式万向联轴器。它由两个具有叉状端部的万向接头和十字轴组成。轴式万向联轴器。它由两个具有叉状端部的万向接头和十字轴组成。万向联轴器主要用于两相交轴的传动。两轴的交角最大可达万向联轴器主要用于两相交轴的传动。两轴的交角最大可达400450。用单个万向联轴器连接的两轴，当主动轴匀速转动时，从动轴变速转用单个万向联轴器连接的两轴，当主动轴匀速转动时，从动轴变速转动动由于从动轴回转角速度的变
41、化，会产生附加载荷而不利用传动，因此由于从动轴回转角速度的变化，会产生附加载荷而不利用传动，因此常将万向联轴器成对使用。采用这种方式时，必须使中间连接轴的两常将万向联轴器成对使用。采用这种方式时，必须使中间连接轴的两端叉面位于同一平面内，且主、从动轴与中间连接轴的两个夹角必须端叉面位于同一平面内，且主、从动轴与中间连接轴的两个夹角必须相等相等(图图5一一31)。万向联轴器能补偿较大的角位移，结构紧凑，广泛用于汽车、工程机万向联轴器能补偿较大的角位移，结构紧凑，广泛用于汽车、工程机械等的传动中。械等的传动中。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器(6)弹性套柱销联轴器和弹性柱销
42、联轴器弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器(图图5 - 32)的结构与凸缘联轴器相似，所不同的是凸的结构与凸缘联轴器相似，所不同的是凸缘联轴器连接两半联轴器使用的是螺栓连接，而弹性套柱销联轴器用缘联轴器连接两半联轴器使用的是螺栓连接，而弹性套柱销联轴器用的是带有弹性套的柱销连接。弹性套一般由耐油橡胶制成，工作时依的是带有弹性套的柱销连接。弹性套一般由耐油橡胶制成，工作时依靠弹性套的弹性变形来补偿两轴位移，并且吸收、缓冲振动。弹性套靠弹性套的弹性变形来补偿两轴位移，并且吸收、缓冲振动。弹性套柱销联轴器主要适用于传递小转矩、高转速、启动频柱销联轴器主要适用于传递小转矩、
43、高转速、启动频rx和回转方向需和回转方向需经常改变的机械设备中。经常改变的机械设备中。弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器(图图5一一33)的结构与弹性套柱销联轴器的结构相似，只的结构与弹性套柱销联轴器的结构相似，只是将若干由非金属材料制成的带弹性的柱销，置于两个半联轴器的凸是将若干由非金属材料制成的带弹性的柱销，置于两个半联轴器的凸缘孔中。柱销材料常用尼龙，也可用其他材料。弹性柱销联轴器的结缘孔中。柱销材料常用尼龙，也可用其他材料。弹性柱销联轴器的结构简单，能补偿两轴间的相对位移，并具有一定的缓冲、吸振能力，构简单，能补偿两轴间的相对位移，并具有一定的缓冲、吸振能力，多用于中等载荷、启动频繁的高低速
44、传动，工作温度应在多用于中等载荷、启动频繁的高低速传动，工作温度应在20700C弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器均属于弹性元件挠性联轴器。弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器均属于弹性元件挠性联轴器。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器 (7)安全联轴器安全联轴器安全联轴器即具有过载保护功能的联轴器。当机器过载或受冲击载荷安全联轴器即具有过载保护功能的联轴器。当机器过载或受冲击载荷时，联轴器中的连接件能将联轴器断开，中断两轴的动力传递，从而时，联轴器中的连接件能将联轴器断开，中断两轴的动力传递，从而避免机器中重要零、部件受到损坏。安全联轴器分为刚性安全联轴器、避免机器中重要零、
45、部件受到损坏。安全联轴器分为刚性安全联轴器、挠性安全联轴器和永磁安全联轴器三种。挠性安全联轴器和永磁安全联轴器三种。3.联轴器的选择联轴器的选择联轴器的种类很多，大多已标准化。选择的步骤是联轴器的种类很多，大多已标准化。选择的步骤是:先选择类型，再选先选择类型，再选择型号，必要时校核薄弱零件的强度。择型号，必要时校核薄弱零件的强度。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器(1)联轴器类型的选择联轴器类型的选择联轴器的类型应该根据工作条件和使用要求来选择类型。对于两轴对联轴器的类型应该根据工作条件和使用要求来选择类型。对于两轴对中性要求高，轴的刚度较大时，可选择刚性联轴器中性要求
46、高，轴的刚度较大时，可选择刚性联轴器;如两轴的对中困难如两轴的对中困难或轴的刚度较小时，可采用挠性联轴器或轴的刚度较小时，可采用挠性联轴器;如两轴相交时，可采用万向联如两轴相交时，可采用万向联轴器轴器;如轴的转速较高且有振动时，可采用有弹性元件挠性联轴器等如轴的转速较高且有振动时，可采用有弹性元件挠性联轴器等;如工作温度大于如工作温度大于70时，应避免选择橡胶或尼龙弹性元件的弹性联轴时，应避免选择橡胶或尼龙弹性元件的弹性联轴器。器。(2)联轴器型号的选择联轴器型号的选择根据轴的转矩、轴径和轴的转速，从联轴器的标准中选取。选择的型根据轴的转矩、轴径和轴的转速，从联轴器的标准中选取。选择的型号应满
47、足一下条件号应满足一下条件:1)计算转矩计算转矩Tc应小于或等于所选型号的公称转矩应小于或等于所选型号的公称转矩Tn，即，即上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器考虑到在工作过程中的过载、启动和制动时的惯性力矩等因素，联轴考虑到在工作过程中的过载、启动和制动时的惯性力矩等因素，联轴器的讨算转矩可按下式计算器的讨算转矩可按下式计算式中式中: Tc计算转矩，单位为计算转矩，单位为Nmm;K工作情况系数，其值见表工作情况系数，其值见表;P功率，单位为功率，单位为kW;n转速，单位为转速，单位为r/min2)轴的转速应小于或等于所选型号的许用转速，即轴的转速应小于或等于所选型号的许用
48、转速，即3)轴的直径应在所选型号的孔径范围内。轴的直径应在所选型号的孔径范围内。(3)联轴器的校核联轴器的校核必要时校核联轴器薄弱零件的强度。必要时校核联轴器薄弱零件的强度。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器5. 3. 2离合器离合器1.分类分类离合器的类性有很多种。按离合器的控制方式不同，可分为操纵离合离合器的类性有很多种。按离合器的控制方式不同，可分为操纵离合器和自控离合器两大类。必须通过操纵接合元件才具有结合或分离功器和自控离合器两大类。必须通过操纵接合元件才具有结合或分离功能的离合器称为操纵离合器。自控离合器是指在主动部分和从动部分能的离合器称为操纵离合器。自控离
49、合器是指在主动部分和从动部分某些性能参数变化时，接合元件具有自行结合或分离功能的离合器。某些性能参数变化时，接合元件具有自行结合或分离功能的离合器。按离合器的工作原理，可分为嵌合式离合器和摩擦式离合器两大类。按离合器的工作原理，可分为嵌合式离合器和摩擦式离合器两大类。2.常用离合器的结构和特点常用离合器的结构和特点(1)牙嵌式离合器牙嵌式离合器牙嵌式离合器结构牙嵌式离合器结构如图如图5一一34所示所示，是靠两半离合器的牙齿和齿槽的，是靠两半离合器的牙齿和齿槽的相互嵌合和分开达到离合的目的。为使两个离合器能够对中，在主动相互嵌合和分开达到离合的目的。为使两个离合器能够对中，在主动轴端的半离合器上
50、固定一对中环，从动轴可在对中环内自由移动。轴端的半离合器上固定一对中环，从动轴可在对中环内自由移动。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器牙嵌离合器常见的牙型有矩形、三角形、梯形和锯齿形牙嵌离合器常见的牙型有矩形、三角形、梯形和锯齿形(图图5一一35),矩矩形牙制造容易，无轴向分力，但结合与分离较困难，应用较少形牙制造容易，无轴向分力，但结合与分离较困难，应用较少;三角形三角形牙强度较弱，主要用于小转矩和低速场合牙强度较弱，主要用于小转矩和低速场合;梯形牙强度高，能传递较大梯形牙强度高，能传递较大转矩，能自动补偿齿面磨损后的间隙，应用较广泛转矩，能自动补偿齿面磨损后的间隙，应
51、用较广泛;锯齿形牙只能传递锯齿形牙只能传递单向转矩，用在特定场合。单向转矩，用在特定场合。牙嵌式离合器结构简单、紧凑，两轴结合后不会产生相对移动，但结牙嵌式离合器结构简单、紧凑，两轴结合后不会产生相对移动，但结合时有冲击，只能使用在低速或停车的场合。合时有冲击，只能使用在低速或停车的场合。(2)摩擦式离合器摩擦式离合器摩擦式离合器依靠主从动部分结合面之间的摩擦力来传递转矩，按其摩擦式离合器依靠主从动部分结合面之间的摩擦力来传递转矩，按其结构不同可分为片式离合器、圆锥式离合器、块式离合器、鼓式离合结构不同可分为片式离合器、圆锥式离合器、块式离合器、鼓式离合器和带式离合器等类型，其中片式离合器应用
52、最为广泛器和带式离合器等类型，其中片式离合器应用最为广泛片式离合器也称盘式离合器，是由圆环片的端平面组成摩擦副的离合片式离合器也称盘式离合器，是由圆环片的端平面组成摩擦副的离合器，有单片式和多片式。器，有单片式和多片式。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器图图5一一36示示为一单片式离合器，主动圆盘为一单片式离合器，主动圆盘2与主动轴与主动轴1用普通键连接，用普通键连接，从动圆盘从动圆盘3与从动轴与从动轴6用导向平键或花键连接，通过移动操纵环，使从用导向平键或花键连接，通过移动操纵环，使从动圆盘在从动轴上做轴向移动，实现离合器的结合或分离。动圆盘在从动轴上做轴向移动，实现离
53、合器的结合或分离。单片离合器结构简单，在任何转速条件下，都可结合或分离，且结合单片离合器结构简单，在任何转速条件下，都可结合或分离，且结合平稳，冲击和振动小，过载时两摩擦面打滑，起保护作用，但传递的平稳，冲击和振动小，过载时两摩擦面打滑，起保护作用，但传递的转矩较小。为传递较大的转矩，通常采用多片离合器，这样可以增大转矩较小。为传递较大的转矩，通常采用多片离合器，这样可以增大摩擦面的面积，从而增大摩擦力，提高离合器传递转矩的能力。摩擦面的面积，从而增大摩擦力，提高离合器传递转矩的能力。图图5一一37为多片式摩擦离合器。它有两组摩擦片，其中外摩擦片组为多片式摩擦离合器。它有两组摩擦片，其中外摩擦
54、片组4利利用外圆上的花键与外鼓轮用外圆上的花键与外鼓轮2相连相连(鼓轮鼓轮2与轴与轴1固连固连)，内摩擦片组，内摩擦片组5通过通过内圆上的花键与内套简内圆上的花键与内套简10相连相连(套简套简10与轴与轴9固连固连)。当滑环。当滑环8做轴向移做轴向移动时，将拨动曲臂压杆动时，将拨动曲臂压杆7，使压板，使压板3压紧或松开内、外摩擦片组，从而压紧或松开内、外摩擦片组，从而使离合器结合或分离螺母使离合器结合或分离螺母6用来调节摩擦片间的压力。用来调节摩擦片间的压力。上一页 下一页返回5. 3 联轴器和离合器联轴器和离合器外摩擦片和内摩擦片的结构形状，外摩擦片和内摩擦片的结构形状，如图如图5一一38所
55、示所示。如将内摩擦片改。如将内摩擦片改为碟形，使其具有一定的弹性，在离合器分离时能自行弹开，有利于为碟形，使其具有一定的弹性，在离合器分离时能自行弹开，有利于迅速分离，结合时也较平稳。迅速分离，结合时也较平稳。多片离合器传递较大的转矩，并且操纵方便，结合平稳，分离迅速多片离合器传递较大的转矩，并且操纵方便，结合平稳，分离迅速;传传递的最大转矩可以调整，且有过载保护作用。但结构复杂，外廓尺寸递的最大转矩可以调整，且有过载保护作用。但结构复杂，外廓尺寸大，成本高，结合时由于摩擦片间的相对滑动，导致摩擦片磨损及产大，成本高，结合时由于摩擦片间的相对滑动，导致摩擦片磨损及产生较大的摩擦热，且不能保证两
56、轴精确地同步转动。常用于频繁启动、生较大的摩擦热，且不能保证两轴精确地同步转动。常用于频繁启动、制动或经常改变速度大小和方向的机械中，如汽车、机床等。制动或经常改变速度大小和方向的机械中，如汽车、机床等。上一页返回图图5一一1螺栓连接螺栓连接返回图图5一一2双头螺柱连接双头螺柱连接返回图图5一一3螺钉连接螺钉连接返回图图5一一4紧定螺钉连接紧定螺钉连接返回表表5一一1常用螺纹连接件的类型、结构特常用螺纹连接件的类型、结构特点及应用点及应用返回返回表表5一一1常用螺纹连接件的类型、结构特常用螺纹连接件的类型、结构特点及应用续表点及应用续表图图5一一5控制拧紧力矩的扳手控制拧紧力矩的扳手返回图图5
57、一一6双螺母双螺母返回图图5 -7弹性挡圈弹性挡圈返回图图5 -8自锁螺母自锁螺母返回图图5一一9开口销与开槽螺母开口销与开槽螺母返回图图5一一10止动垫圈止动垫圈返回图图5一一11串联钢丝串联钢丝返回图图5一一12冲点防松法冲点防松法返回图图5一一13粘接防松法粘接防松法返回图图5一一14普通平键连接普通平键连接返回图图5一一15导向平键连接导向平键连接返回图图5一一16滑键连接滑键连接返回图图5一一17半圆键连接半圆键连接返回 图图5一一18楔键连接楔键连接返回(a)普通楔键连接;(b)钩头楔键连接图图5-19切向键连接切向键连接返回图图5一一20内、外花键内、外花键返回 图图5一一21花
58、键连接花键连接返回(a)矩形花键连接;(b)渐开线花键连接 图图5一一22矩形花键连接的定心方式矩形花键连接的定心方式返回(a)小径定心(b)人径定心:(c)内侧定心图图5一一23定位销定位销返回(a)圆柱销;(b)圆锥销图图5 - 24传力销传力销返回图图5 -25两轴之间的相对位移两轴之间的相对位移返回(a)釉向偏移x; (b)角偏移a;(c)径向偏移y;(d)综合偏移x、y、a 图图5一一26凸缘联轴器凸缘联轴器返回(a)用凸间和凹槽对中(b)用配合螺栓连接对中 图图5一一27套筒联轴器套筒联轴器返回(a)单键连接的套简联釉器;(b)销连接的套简联釉器图图5一一28 十字滑块联轴器十字滑
59、块联轴器返回1一左套简;2一十宇滑块;3-石套筒图图5一一29鼓形齿联轴器鼓形齿联轴器返回图图5 - 30万向联轴器万向联轴器返回 1、3一万向接头;2-十字釉图图5 -31双万向联轴器双万向联轴器返回图图5一一32弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器返回图图5一一33弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器返回 图图5一一34牙嵌离合器牙嵌离合器返回1-固定套简;2一对中环;3-滑动套简;4-滑环图图5一一35牙嵌离合器的常用牙型牙嵌离合器的常用牙型返回(a)二角形(b)梯形:(c)锯内形:(d)矩形 图图5一一36片式离合器片式离合器返回1一主动铀;2一主动圆盘;3一从动圆盘; 4-杠杆;5-弹簧;6一从动釉 图图5 - 37多片式圆盘摩擦离合器多片式圆盘摩擦离合器返回1一铀;2-鼓轮;3一压板;4一外摩擦片组; 5一内摩擦片组;6刊算母;7一曲臂压杆; 8-滑环;9-釉；10一套简 图图5一一38摩擦片摩擦片返回(a)外摩擦片:(b)内摩擦片
