1、 聯(lián)軸器、離合器的類型和應用聯(lián)軸器、離合器的類型和應用 剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器第第1515章章 軸間連接軸間連接聯(lián)聯(lián)軸軸器器和和離離合合器器 無彈性元件撓性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(lián)軸器 牙嵌離合器牙嵌離合器 摩擦式離合器摩擦式離合器 超越離合器超越離合器 有彈性元件撓性聯(lián)軸器有彈性元件撓性聯(lián)軸器 安全離合器安全離合器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述用于用于將兩根軸連接在一起，使它們一起旋轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩將兩根軸連接在一起，使它們一起旋轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩 功功 用用 聯(lián)軸器和離合器的區(qū)別聯(lián)軸器和離合器的區(qū)別 用聯(lián)軸器連接的兩軸，只有在機器停車后，經(jīng)過拆卸才用聯(lián)軸器連接的兩軸，只有在機器停車后，經(jīng)過拆卸才能把它們分離

2、；能把它們分離； 用離合器連接的兩軸，在機器工作中就能方便地使它用離合器連接的兩軸，在機器工作中就能方便地使它們分離或接合。們分離或接合。 分分 類類撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器固定式聯(lián)軸器固定式聯(lián)軸器移動式聯(lián)軸器移動式聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器 聯(lián)軸器分類：聯(lián)軸器分類：撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器 齒輪聯(lián)軸器齒輪聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器 簧片聯(lián)軸器簧片聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器 夾

3、殼式聯(lián)軸器夾殼式聯(lián)軸器 剪銷式安全聯(lián)軸器剪銷式安全聯(lián)軸器 (剛性固定式剛性固定式)要求兩軸嚴格對中，要求兩軸嚴格對中，工作時兩軸不能移動。工作時兩軸不能移動。無彈性元件無彈性元件撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器 允許兩軸有一定位移允許兩軸有一定位移, ,靠運靠運動副組成得動聯(lián)接補償軸的動副組成得動聯(lián)接補償軸的偏移。偏移。金屬彈性元件聯(lián)軸金屬彈性元件聯(lián)軸器器靠金屬彈性元件的變靠金屬彈性元件的變形補償兩軸的偏移形補償兩軸的偏移非金屬彈性元件聯(lián)軸器非金屬彈性元件聯(lián)軸器利用非金屬彈利用非金屬彈性元件的變形性元件的變形補償軸的偏移補償軸的偏移。 強度高，承載能力大強度高，承載能力大,E,E大且大且穩(wěn)定穩(wěn)定, ,受受

4、T T影響小影響小, ,但成本高。但成本高。 E E變化范圍大變化范圍大, ,阻尼效應好阻尼效應好, ,重量輕重量輕, ,成本成本低低, ,但強度低但強度低, ,承載能力小承載能力小, ,壽命較短。壽命較短。 1 1、套筒聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器用一套筒通過銷或鍵與兩軸聯(lián)接用一套筒通過銷或鍵與兩軸聯(lián)接特點特點一一. . 剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器兩軸對中性好兩軸對中性好, ,工作平穩(wěn)工作平穩(wěn), ,經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的小功率傳動場合經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的小功率傳動場合應用應用圓錐銷聯(lián)接圓錐銷聯(lián)接平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但拆裝時需沿軸向移動徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但拆裝時需沿軸向移動較大

5、的距離，且只能聯(lián)接兩軸直徑相同的圓柱形軸端較大的距離，且只能聯(lián)接兩軸直徑相同的圓柱形軸端第二節(jié)第二節(jié) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器2 2、夾殼聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器兩個縱向剖分的半圓筒形的夾殼組成的，并用兩個縱向剖分的半圓筒形的夾殼組成的，并用螺栓鎖緊螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應用應用剖分結(jié)構(gòu)剖分結(jié)構(gòu), ,裝拆方便裝拆方便, ,聯(lián)接聯(lián)接兩軸直徑相同的圓柱形軸端兩軸直徑相同的圓柱形軸端低速、工作平穩(wěn)的場合低速、工作平穩(wěn)的場合特點特點3 3、凸緣聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)由兩個帶轂的圓盤并用螺栓聯(lián)接以實現(xiàn)兩軸由兩個帶轂的圓盤并用螺栓聯(lián)接以實現(xiàn)兩軸的聯(lián)接的聯(lián)接特點特點結(jié)構(gòu)簡單并能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，應用最廣泛結(jié)構(gòu)簡單并能傳遞較大的轉(zhuǎn)

6、矩，應用最廣泛用凸肩和凹槽對中用凸肩和凹槽對中用鉸制孔螺栓對中用鉸制孔螺栓對中 由于制造、安裝誤差或工作時零件的變形等原因，被連接的兩由于制造、安裝誤差或工作時零件的變形等原因，被連接的兩軸不一定都能精確對中，因而兩軸之間會出現(xiàn)一定的偏差。若用軸不一定都能精確對中，因而兩軸之間會出現(xiàn)一定的偏差。若用剛性聯(lián)軸器連接將引起附加動載荷，剛性聯(lián)軸器連接將引起附加動載荷，要求聯(lián)軸器或離合器從結(jié)要求聯(lián)軸器或離合器從結(jié)構(gòu)上適應各種形式的偏移，以保證正常工作。構(gòu)上適應各種形式的偏移，以保證正常工作。兩軸線允許的相對位移有兩軸線允許的相對位移有: : 軸向、徑向、角度、綜合軸向、徑向、角度、綜合y y x xy

7、 y軸向軸向x x結(jié)構(gòu)：有兩個端面都帶有凸牙和凹槽的半聯(lián)軸器。為便于兩軸對中，左邊半聯(lián)軸器中裝有定中環(huán)，并有螺釘固定，右邊的軸伸入該環(huán)內(nèi)。允許1.dehabDD0D1 二二. . 無彈性元件撓性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(lián)軸器（剛性可移式聯(lián)軸器）2.2.十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：兩個端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器，兩端各具有凸榫的：兩個端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器，兩端各具有凸榫的中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽中，構(gòu)成移動副。中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽中，構(gòu)成移動副。優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易?；瑝K因偏心產(chǎn)生離心力和磨損，并給軸和軸結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。滑塊因偏心產(chǎn)生

8、離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。承帶來附加動載荷。適用范圍適用范圍：徑向偏移徑向偏移y較大較大,T大大,無沖擊無沖擊,低速傳動的兩軸聯(lián)接，低速傳動的兩軸聯(lián)接， 3030, , y y0.04d0.04d，n300 r/min n300 r/min y y工作原理工作原理：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動 二二. . 無彈性元件撓性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(lián)軸器（剛性可移式聯(lián)軸器）設(shè)計：潘存云作用：作用：用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳動用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。過程中，

9、兩軸之間的夾角還可以改變。應用：應用：廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統(tǒng)中。廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統(tǒng)中。單萬向聯(lián)軸器單萬向聯(lián)軸器3.3.萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器組成：組成：兩個叉形接頭、兩個叉形接頭、 中間十中間十字軸字軸 、軸銷、軸銷(在十字軸里在十字軸里) 兩傳動軸末端各有一個叉形支兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈與中間的架，用鉸鏈與中間的“十字形十字形”構(gòu)件相聯(lián)，構(gòu)件相聯(lián)，“十字形十字形”構(gòu)件的構(gòu)件的中心位于兩軸交點處，中心位于兩軸交點處，軸間角軸間角為為 =045（1 1）單萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點：）單萬向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點：特點：特點： 允許兩軸間有較大的允許兩軸間有較大的角偏

10、移角偏移,max=3545(但但)； 運轉(zhuǎn)中運轉(zhuǎn)中變化也能工作，但瞬變化也能工作，但瞬時傳動比變化，且時傳動比變化，且12； 徑向尺寸小。徑向尺寸小。缺點缺點: 當主動軸角速度當主動軸角速度1為常數(shù)時，從動軸的角速度為常數(shù)時，從動軸的角速度2在一在一定范圍內(nèi)定范圍內(nèi)(1cos2 1/cos)變化，變化，引起附加動載荷。引起附加動載荷。 常將萬向聯(lián)軸器成對使用常將萬向聯(lián)軸器成對使用雙萬向聯(lián)軸器雙萬向聯(lián)軸器（2）雙萬向聯(lián)軸器雙萬向聯(lián)軸器將兩個單萬向聯(lián)軸器串聯(lián)使用，將兩個單萬向聯(lián)軸器串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬向聯(lián)軸器。構(gòu)成雙萬向聯(lián)軸器。為使為使2=1，安裝要求安裝要求 主動、從動、中間三軸共面；主動、從動、

11、中間三軸共面；主動軸、從動軸的軸線與中間軸主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應相等；的軸線之間的夾角應相等； 中間軸兩端的叉面應在同一平面內(nèi)。中間軸兩端的叉面應在同一平面內(nèi)。C2121C這時這時,中間軸轉(zhuǎn)速仍不均勻中間軸轉(zhuǎn)速仍不均勻,但因慣性不大但因慣性不大,產(chǎn)生的動載荷也不大。產(chǎn)生的動載荷也不大。(3) 小型雙萬向聯(lián)軸器小型雙萬向聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)如圖所示，通常采用合金鋼制造。結(jié)構(gòu)如圖所示，通常采用合金鋼制造。AAA-AAAAA部分動畫引自：機械設(shè)計基礎(chǔ)，王春香等，地震出版社，2003機械設(shè)計基礎(chǔ)CAI電子教案，潘存云等，高等教育出版社，20034.齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器組成：組成：它由兩

12、個帶有內(nèi)齒及凸緣的外殼和兩個帶有外齒的半聯(lián)它由兩個帶有內(nèi)齒及凸緣的外殼和兩個帶有外齒的半聯(lián)軸器組成。兩個外殼用螺栓連接，兩個內(nèi)套筒分別用鍵與軸器組成。兩個外殼用螺栓連接，兩個內(nèi)套筒分別用鍵與兩軸連接，依靠內(nèi)、外齒相互嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩。兩軸連接，依靠內(nèi)、外齒相互嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩。特點：特點：齒形為漸開線齒形為漸開線,20,一般一般Z=3080； 外齒齒頂制成橢球面外齒齒頂制成橢球面,且與內(nèi)齒嚙合后有適當?shù)捻斚逗蛡?cè)且與內(nèi)齒嚙合后有適當?shù)捻斚逗蛡?cè)隙，所以有良好的綜合位移補償能力。隙，所以有良好的綜合位移補償能力。 外殼內(nèi)貯油，以便潤滑嚙合齒輪；外殼內(nèi)貯油，以便潤滑嚙合齒輪； 因嚙合傳動，傳遞轉(zhuǎn)矩大；因嚙合傳

13、動，傳遞轉(zhuǎn)矩大； 安裝精度要求不高，安裝精度要求不高，但結(jié)構(gòu)復雜，制造困難，但結(jié)構(gòu)復雜，制造困難，成本高，主要用于起重成本高，主要用于起重機、軋鋼機等重型機械機、軋鋼機等重型機械中。中。R鼓形齒R1Ra直齒齒式聯(lián)軸器5.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：一條公用的雙排鏈與兩個齒數(shù)相一條公用的雙排鏈與兩個齒數(shù)相同的并列鏈輪相嚙合，來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸同的并列鏈輪相嚙合，來實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的連接。為改善潤滑并防止污染，一器的連接。為改善潤滑并防止污染，一般將聯(lián)軸器密封在罩殼內(nèi)。般將聯(lián)軸器密封在罩殼內(nèi)。特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，質(zhì)量小，裝拆方便，具有一定的位移補償能力裝拆方便，具有一定的位移補償

14、能力（徑向位移，小的角位移）。不宜用于（徑向位移，小的角位移）。不宜用于逆向傳動、頻繁起動、高速傳動及強烈逆向傳動、頻繁起動、高速傳動及強烈沖擊的工作場合。沖擊的工作場合。以上各種聯(lián)軸器的共同特點：以上各種聯(lián)軸器的共同特點：1）剛性零件，）剛性零件，缺乏緩沖吸振能力；缺乏緩沖吸振能力；2）有相對滑動的零件）有相對滑動的零件 磨損磨損間隙間隙，當載荷、，當載荷、速度變化時，引起沖擊；速度變化時，引起沖擊；3）零件間的摩擦阻力隨載荷的增加而增加，當）零件間的摩擦阻力隨載荷的增加而增加，當阻力達到一定程度時，零件移動困難阻力達到一定程度時，零件移動困難附加動附加動載荷。載荷。要求這類聯(lián)軸器摩擦表面硬

15、度高，且需潤滑以要求這類聯(lián)軸器摩擦表面硬度高，且需潤滑以減少摩擦阻力。減少摩擦阻力。三三. 金屬金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器彈性元件撓性聯(lián)軸器主要特點：主要特點：補償兩軸偏移，偏斜，緩補償兩軸偏移，偏斜，緩沖、吸振，減小軸的扭轉(zhuǎn)振動沖、吸振，減小軸的扭轉(zhuǎn)振動。應用：應用：頻繁啟動、變載、常正反轉(zhuǎn)動，頻繁啟動、變載、常正反轉(zhuǎn)動，兩軸不能嚴格對中的場合。兩軸不能嚴格對中的場合。常用的有：常用的有：蛇形彈簧聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器 ，簧片聯(lián)，簧片聯(lián)軸器。軸器。特性：特性：聯(lián)軸器受聯(lián)軸器受T后，被聯(lián)接兩軸將因彈性元件的變形而產(chǎn)生后，被聯(lián)接兩軸將因彈性元件的變形而產(chǎn)生相應的扭轉(zhuǎn)角相應的扭轉(zhuǎn)角。 定剛度定剛度與與T

16、成正比關(guān)系的彈性元件為定剛度，成正比關(guān)系的彈性元件為定剛度， 變剛度變剛度與與T不成正比的為變剛度。不成正比的為變剛度。 金屬材料的彈性元件由于其結(jié)構(gòu)不同，可有變剛度的與金屬材料的彈性元件由于其結(jié)構(gòu)不同，可有變剛度的與定剛度的兩種。定剛度的兩種。1. 彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器四四. .非非金屬金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器彈性元件撓性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：外觀與凸緣聯(lián)軸器相似，用帶橡膠彈性套的柱外觀與凸緣聯(lián)軸器相似，用帶橡膠彈性套的柱銷聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器。銷聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器。結(jié)構(gòu)簡單，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，允許綜合偏移允許綜合偏移,Ac圓柱孔圓柱孔圓錐孔圓錐孔非金屬材料的彈性元件都是變剛

17、度的非金屬材料的彈性元件都是變剛度的,常用非金常用非金屬材料的剛度多隨載荷的增大而增大，故緩沖屬材料的剛度多隨載荷的增大而增大，故緩沖性好，特別適用于工作載荷有較大變化的機器。性好，特別適用于工作載荷有較大變化的機器。注：為補償較大的軸向位移注：為補償較大的軸向位移,安裝時要留出間隙；設(shè)安裝時要留出間隙；設(shè)計時要留出距離計時要留出距離A，以便更換橡膠圈時不必拆開兩軸，以便更換橡膠圈時不必拆開兩軸且緩沖、吸振。且緩沖、吸振。應用：應用：啟動頻繁啟動頻繁,變載下工作的軸聯(lián)接；工作溫度變載下工作的軸聯(lián)接；工作溫度t=-2050；圓周速度圓周速度Vmax30m/s；確保無油和其它有害于橡膠的介質(zhì)。；確

18、保無油和其它有害于橡膠的介質(zhì)。材料：材料：半聯(lián)軸器半聯(lián)軸器HT200,ZG270-500,或或35鋼鋼 柱銷柱銷35鋼，正火處理鋼，正火處理 彈性套彈性套天然橡膠或合成橡膠天然橡膠或合成橡膠2. 彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯(lián)軸器用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯(lián)軸器凸緣的孔中凸緣的孔中,兩側(cè)加擋板（以防柱銷滑出）兩側(cè)加擋板（以防柱銷滑出） 。尼龍銷尼龍銷擋板擋板cc銷與擋板之間留有銷與擋板之間留有間隙間隙特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單,制造容易制造容易,維護方便維護方便,傳傳遞遞T大大,能補償較大的軸向位移，并允許能補償較大的軸向位移，并允許微量的徑向位移和角位

19、移。微量的徑向位移和角位移。緩和沖擊、緩和沖擊、吸收振動吸收振動,但對溫度敏感但對溫度敏感,不宜用于高溫。不宜用于高溫。應用：應用：適用于正反向變化多，適用于正反向變化多，啟動啟動 頻繁的高速軸。頻繁的高速軸。代替彈性代替彈性套柱銷聯(lián)軸器，傳遞大的套柱銷聯(lián)軸器，傳遞大的T。允許偏移量：允許偏移量：y0.150.25mm, =30工作溫度：工作溫度： t= -2060 n8000 r/min3. 梅花形彈性聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器 特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單，價格低，有良好的補償位移和減振能力。結(jié)構(gòu)簡單，價格低，有良好的補償位移和減振能力。 允許偏移量：允許偏移量：y0.51.8mm, x1.25mm,

20、 =12 允許外緣速度：允許外緣速度：鑄鐵鑄鐵V=3050m/s；鑄鋼鑄鋼V=60m/s; 鍛鋼鍛鋼V=100120m/s 。組成：組成：將梅花形彈性元將梅花形彈性元件置于兩半聯(lián)軸器的凸件置于兩半聯(lián)軸器的凸爪之間爪之間,工作時彈性件工作時彈性件受擠壓并傳遞轉(zhuǎn)矩。受擠壓并傳遞轉(zhuǎn)矩。彈性元件材料：丁腈橡彈性元件材料：丁腈橡膠，聚氨脂，尼龍等。膠，聚氨脂，尼龍等。4. 輪胎式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器 組成：組成：輪胎狀彈性元件輪胎狀彈性元件 、加緊板、加緊板 、兩半聯(lián)軸器、兩半聯(lián)軸器 、螺釘、螺釘特點：特點：富有彈性，消振能力強，扭轉(zhuǎn)剛度小，但徑向尺寸較富有彈性，消振能力強，扭轉(zhuǎn)剛度小，但徑向尺寸較大，過

21、載時產(chǎn)生附加軸向載荷。大，過載時產(chǎn)生附加軸向載荷。允許偏移量：允許偏移量：y0.01D, x0.02D, =512 (D為輪胎外徑)應用：應用：起動頻繁，正反轉(zhuǎn)向，起動頻繁，正反轉(zhuǎn)向，nmax=5000r/min，沖擊大的，沖擊大的兩軸聯(lián)接。兩軸聯(lián)接。聯(lián)軸器大都已經(jīng)標準化了，可直接選用聯(lián)軸器大都已經(jīng)標準化了，可直接選用選聯(lián)軸器或離合器的類型選聯(lián)軸器或離合器的類型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速軸徑軸徑確定型號與規(guī)格確定型號與規(guī)格根據(jù)工作條件根據(jù)工作條件 第三節(jié)第三節(jié) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器的選擇的選擇1.類型選擇：根據(jù)機器工作條件、特點、位移量、工作溫度根據(jù)機器工作條件、特點、位移量、工作溫度 等，結(jié)合各類聯(lián)軸器的性能選擇。等，結(jié)合各類聯(lián)軸器的性能選擇。選用原則：選用原則：低速，剛性大的短軸低速，剛性大的短軸剛性固定式聯(lián)軸器剛性固定式聯(lián)軸器 轉(zhuǎn)速低，剛性小的