1、zpofrp 2013-10-23第第17章章 聯軸器、離合器聯軸器、離合器17-1 聯軸器、離合器的類型和應用聯軸器、離合器的類型和應用17-2 固定式剛性聯軸器固定式剛性聯軸器17-3 可移動剛性聯軸器可移動剛性聯軸器17-4 彈性聯軸器彈性聯軸器17-5 牙嵌式離合器牙嵌式離合器17-6 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器17-7 磁粉離合器磁粉離合器17-8 定向離合器定向離合器zpofrp 2013-10-2317-1 聯軸器、離合器的類型和應用聯軸器、離合器的類型和應用zpofrp 2013-10-23工作特點：工作特點：聯軸器用于剛性靜態聯接；而離合器則用聯軸器用于剛性靜態聯接；而離合

2、器則用 于兩軸之間的動態聯接。于兩軸之間的動態聯接。分類：分類：彈性聯軸器彈性聯軸器剛性聯軸器剛性聯軸器固定式聯軸器固定式聯軸器移動式聯軸器移動式聯軸器作用：作用：主要用于將兩根軸聯接在一起，使它們一起旋主要用于將兩根軸聯接在一起，使它們一起旋 轉，并傳遞扭矩。轉，并傳遞扭矩。聯軸器聯軸器牙嵌式離合器牙嵌式離合器離合器離合器摩擦式離合器摩擦式離合器電磁離合器電磁離合器自動離合器自動離合器應用實例：應用實例：手腕驅動機構、汽車后橋驅動、車輛啟停等。手腕驅動機構、汽車后橋驅動、車輛啟停等。17-1 聯軸器、離合器的類型和應用聯軸器、離合器的類型和應用zpofrp 2013-10-23聯軸器、離合器

3、聯軸器、離合器大都已經標準化了，可直接大都已經標準化了，可直接選用選用。1. 工作條件工作條件 選類型選類型 轉矩轉矩2. 轉速轉速 軸徑軸徑確定型號與規格確定型號與規格計算轉矩：計算轉矩：Tc=KATKA-工作情況系數；工作情況系數；T-名義轉矩；名義轉矩；表表17-1 工作情況系數工作情況系數KA工工 作作 機機 原動機為電動機時原動機為電動機時發電機、小型通風機、小型離心機發電機、小型通風機、小型離心機 1.3透平壓縮機、木工機械、輸送機透平壓縮機、木工機械、輸送機 1.5攪拌機、增壓機、有飛輪的壓縮機攪拌機、增壓機、有飛輪的壓縮機 1.7織布機、水泥攪拌機、拖拉機織布機、水泥攪拌機、拖

4、拉機 1.9挖掘機、起重機、碎石機、造紙機械挖掘機、起重機、碎石機、造紙機械 2.317-1 聯軸器、離合器的類型和應用聯軸器、離合器的類型和應用zpofrp 2013-10-2317-2 固定式剛性聯軸器固定式剛性聯軸器套筒聯軸器套筒聯軸器 zpofrp 2013-10-23凸緣聯軸器凸緣聯軸器 17-2 固定式剛性聯軸器固定式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-23yx 兩軸線的相對位移兩軸線的相對位移: : 軸向、徑向、角度、綜合。軸向、徑向、角度、綜合。 由于制造、安裝或工作時零件的變形等原因，被聯接的兩軸不一定度能精確對中，因此會出現兩軸之間的軸向位移、徑向位移和角位移，或其組合

5、。聯接特點聯接特點：構成動聯接，具有一個或幾個方向的活動度構成動聯接，具有一個或幾個方向的活動度 能補償兩軸的相對位移。能補償兩軸的相對位移。 xy軸向軸向如果聯軸器沒有適應這種相對位移的能力就會在聯軸器、軸和軸承中引起附加載荷，甚至引起強烈振動。17-3 可移式剛性聯軸器可移式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-23一、齒式聯軸器一、齒式聯軸器17-3 可移式剛性聯軸器可移式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-23優點優點：傳遞扭矩大、能補償綜合位移。：傳遞扭矩大、能補償綜合位移。缺點缺點：結構笨重、造價高。：結構笨重、造價高。應用應用：用于重型傳動。：用于重型傳動。17-3 可移式

6、剛性聯軸器可移式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-23二、滑塊聯軸器二、滑塊聯軸器結構：結構：兩個端面開有徑向凹槽的半聯軸器，兩端各具兩個端面開有徑向凹槽的半聯軸器，兩端各具有凸榫的中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽有凸榫的中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽中，構成移動副。中，構成移動副。工作原理：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹工作原理：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內滑動。槽內滑動。優缺點：優缺點：結構簡單、制造容易。滑塊因偏心產生離心結構簡單、制造容易。滑塊因偏心產生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。適用范圍：適用范

7、圍：30, y0.04d，v300 r/min y y17-3 可移式剛性聯軸器可移式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-23三、萬向聯軸器三、萬向聯軸器17-3 可移式剛性聯軸器可移式剛性聯軸器作用作用：用于傳遞兩相交軸之間：用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳動過的動力和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以程中，兩軸之間的夾角還可以改變。改變。共軸、 有夾角應用應用：廣泛應用于汽車、機床：廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統中。等機械傳動系統中。zpofrp 2013-10-231. 單萬向鉸鏈機構單萬向鉸鏈機構結構特點結構特點：兩傳動軸末端各有：兩傳動軸末端各有一個叉形支

8、架，用鉸鏈與中間一個叉形支架，用鉸鏈與中間的的“十字形十字形”構件相聯，構件相聯，“十十字形字形”構件的中心位于兩軸交構件的中心位于兩軸交點處，點處，= 0 45。軸間角為軸間角為 ：運動分析：運動分析：兩軸平均傳動比為兩軸平均傳動比為1，但瞬時傳動比是動態變化的。但瞬時傳動比是動態變化的。A2A1 1BrrvA1 = r1在圖示位置在圖示位置I, 以軸以軸1為參考為參考系，對系，對A點有點有 ： 以軸以軸2為參考系，對為參考系，對A點有點有 ：vA2 = r2= r cos 2顯然有顯然有 ： vA1 = vA2 17-3 可移式剛性聯軸器可移式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-23

9、r”其它位置：其它位置：代入得：代入得：1 1BBA 2在圖示位置在圖示位置II, 以軸以軸2為參考為參考系，對系，對B點有點有 ： vB2 = r”2以軸以軸1為參考系，對為參考系，對B點有點有 ：vB1 = r”1= 1 r cos同樣有同樣有 ： vB1 = vB2 r代入得：代入得：2=1 cos2 1=”2 11cos1cos 2 1 =cos2 17-3 可移式剛性聯軸器可移式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-232. 雙萬向鉸鏈機構雙萬向鉸鏈機構安裝要求：安裝要求：主動、從動、中間三軸共面；主動、從動、中間三軸共面；主動軸、從動軸與中間件軸線間的夾角必須相等；主動軸、從動軸

10、與中間件軸線間的夾角必須相等； 中間軸兩端的叉面應在同一平面內。中間軸兩端的叉面應在同一平面內。C2121C17-3 可移式剛性聯軸器可移式剛性聯軸器zpofrp 2013-10-23一、彈性套柱銷聯軸一、彈性套柱銷聯軸器器17-4 彈性聯軸器彈性聯軸器結構特點：結構特點：外觀與凸緣聯軸器相似，用帶橡膠彈性套外觀與凸緣聯軸器相似，用帶橡膠彈性套 的柱銷聯接兩個半聯軸器。的柱銷聯接兩個半聯軸器。預留安裝空間以便與更換橡膠套預留安裝空間以便與更換橡膠套 A預留間隙以補償預留間隙以補償軸向位移。軸向位移。c圓柱孔圓柱孔圓錐孔圓錐孔zpofrp 2013-10-23二、彈性柱銷聯軸器二、彈性柱銷聯軸器

11、結構：結構：用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯軸器凸緣的孔中。用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯軸器凸緣的孔中。尼龍銷尼龍銷擋板擋板cc銷與擋板之間銷與擋板之間留有間隙留有間隙結構簡單、更換柱銷方便。結構簡單、更換柱銷方便。特點：特點：上述兩種聯軸器的動力通過彈上述兩種聯軸器的動力通過彈 性元件傳遞，緩和沖擊、吸性元件傳遞，緩和沖擊、吸 收振動。收振動。應用：應用：適用于正反向變化多，啟動適用于正反向變化多，啟動 頻繁的高速軸。頻繁的高速軸。適用范圍：適用范圍：-12t60， v 8000 r/min 能能補償補償較大的軸向位移，并較大的軸向位移，并允許允許微量的徑向位移和角位移。微量的徑向位移和角位移。

12、兩種柱銷兩種柱銷17-4 彈性聯軸器彈性聯軸器zpofrp 2013-10-23三、梅花型彈性聯軸三、梅花型彈性聯軸器器四、彈性活塊聯軸器四、彈性活塊聯軸器五、輪胎式聯軸器五、輪胎式聯軸器17-4 彈性聯軸器彈性聯軸器特點：特點：兩半聯軸器間放置梅花型非金屬彈性元件。兩半聯軸器間放置梅花型非金屬彈性元件。特點：特點：兩半聯軸器間放置非金屬彈性元件，各元件間不相連。兩半聯軸器間放置非金屬彈性元件，各元件間不相連。具有較大徑向和角向補償量，公稱轉矩和許用轉速也較大。具有較大徑向和角向補償量，公稱轉矩和許用轉速也較大。1、允許相對位移較大，角位移可達、允許相對位移較大，角位移可達512， 軸向位移可

13、達軸向位移可達0.02D，徑向位可達，徑向位可達0.01D， D為聯軸器外徑。為聯軸器外徑。2、適用于啟動頻繁、正反向運轉、有沖擊振、適用于啟動頻繁、正反向運轉、有沖擊振 動、兩軸間有較大的相對位移量以及潮濕動、兩軸間有較大的相對位移量以及潮濕 多塵之處。多塵之處。3、徑向尺寸龐大，軸向尺寸較窄，利于縮短、徑向尺寸龐大，軸向尺寸較窄，利于縮短 串接機組的總長度。串接機組的總長度。zpofrp 2013-10-2317-5 牙嵌離合器牙嵌離合器結構組成：結構組成：端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環固定套筒固定套筒活動套筒活動套筒滑環滑環對中環對中環工作原理：

14、工作原理：利用操縱桿移動滑環，實現兩套筒的結合與分離。利用操縱桿移動滑環，實現兩套筒的結合與分離。 zpofrp 2013-10-23牙型牙型6090282860三角形三角形梯梯 形形鋸齒形鋸齒形-傳遞中小轉矩、牙數為傳遞中小轉矩、牙數為1560-傳遞較大轉矩、牙數為傳遞較大轉矩、牙數為315梯形牙可以補償磨損后的牙側間隙。梯形牙可以補償磨損后的牙側間隙。鋸齒形只能單向工作。鋸齒形只能單向工作。反轉時具有較大的軸向分力，會迫使離合器自行分離。制造要求：制造要求：各牙應精確等分，以使載荷均勻分布。各牙應精確等分，以使載荷均勻分布。17-5 牙嵌離合器牙嵌離合器zpofrp 2013-10-23特

15、點：特點：結構簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉矩。結構簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉矩。材料：材料：低碳合金鋼：低碳合金鋼：20Cr 、 20MnB。 滲碳淬火后牙面硬度：滲碳淬火后牙面硬度：5662 HRC;中碳合金鋼：中碳合金鋼：40Cr 、 45MnB。表面淬火后牙面硬度：表面淬火后牙面硬度：4858 HRC;承載能力：承載能力：取決于齒根的彎曲強度。取決于齒根的彎曲強度。hkATzWD0b b= b b 2kATzD0ah p = p W-齒根彎曲截面系數；齒根彎曲截面系數；D0-牙平均直徑；牙平均直徑；a-牙的寬度。牙的寬度。D0ah式中：式中：h為牙齒高度；為牙齒高度；z為牙齒數

16、；為牙齒數；17-5 牙嵌離合器牙嵌離合器zpofrp 2013-10-23123一、單片式圓盤摩擦離合器一、單片式圓盤摩擦離合器摩擦扭矩摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf結結 構：構：由固定圓盤由固定圓盤1、活動圓盤、活動圓盤2、滑環組成。、滑環組成。 工作原理：工作原理：移動滑環，可實現兩圓盤的結合與分離，靠摩擦力帶移動滑環，可實現兩圓盤的結合與分離，靠摩擦力帶 動從動軸轉動。動從動軸轉動。 缺缺 點：點：結合過程中不可避免出現打滑，引結合過程中不可避免出現打滑，引起磨損和發熱；起磨損和發熱； 2. 過載時打滑，起保護作用；過載時打滑，起保護作用； 3. 結合平穩、沖擊和振動小。結合平穩

17、、沖擊和振動小。優優 點：點： 1. 在任何轉速條件下兩軸都可以進在任何轉速條件下兩軸都可以進 行結合；行結合；FaRf213Fa17-6 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器zpofrp 2013-10-23主動摩擦片主動摩擦片杠桿杠桿滑環滑環調整螺調整螺母母被動摩擦片被動摩擦片二、多片式圓盤二、多片式圓盤摩擦離合器摩擦離合器結構特點：結構特點：多個摩擦片多個摩擦片疊加在一起。疊加在一起。工作原理：工作原理：移動滑環，移動滑環，通過杠桿作用，壓緊通過杠桿作用，壓緊或放松磨擦片，來實或放松磨擦片，來實現兩軸的結合現兩軸的結合與分離。與分離。 17-6 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器zpofrp 2013

18、-10-23摩擦片材料：摩擦片材料：淬火鋼片、壓制石棉片。淬火鋼片、壓制石棉片。 摩擦片數量摩擦片數量z 傳遞扭矩傳遞扭矩T 但但z過大將使各層間壓力不均勻，一般取過大將使各層間壓力不均勻，一般取: z=1215摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax= z Fa f Rfz Fa f (D1 +D2)=4 KA T4 Fap =(D1 +D2)表面壓強表面壓強:p D1D217-6 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器zpofrp 2013-10-23有潤滑劑有潤滑劑 無潤滑劑無潤滑劑 p/ MPa表表17-2 常用摩擦片材料的常用摩擦片材料的 f 和和 p 摩擦片材料摩擦片材料 f 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器

19、鑄鐵鑄鐵鑄鐵或鋼鑄鐵或鋼 0.050.06 0.15 0.2 0.250.30淬火鋼淬火鋼淬火鋼淬火鋼 0.050.06 0.18 0.60.8青銅青銅鋼或鑄鐵鋼或鑄鐵 0.08 0.17 0.18 0.40.5壓制石棉壓制石棉鋼或鑄鐵鋼或鑄鐵 0.12 0.3 0.5 0.200.30對于頻繁啟動的離合器，可將表中對于頻繁啟動的離合器，可將表中p降低降低1530%。類型類型反應敏捷，但摩擦片易磨損。反應敏捷，但摩擦片易磨損。油式磨擦離合器油式磨擦離合器干式磨擦離合器干式磨擦離合器磨損輕微、壽命長、并能磨損輕微、壽命長、并能 在繁重的條件下運轉。在繁重的條件下運轉。17-6 圓盤摩擦離合器圓盤

20、摩擦離合器zpofrp 2013-10-23離合器的操縱方式離合器的操縱方式機械力機械力電磁力電磁力氣動力氣動力液壓力液壓力17-6 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器三、操縱方式三、操縱方式zpofrp 2013-10-23磁粉材料：磁粉材料：鐵鈷鎳、鐵鈷釩等合金粉，加入少量二硫化鉬。鐵鈷鎳、鐵鈷釩等合金粉，加入少量二硫化鉬。 形狀為球形或橢球形，顆粒直徑為：形狀為球形或橢球形，顆粒直徑為：2070 m。 優點：優點：1）勵磁電流）勵磁電流 I 與轉矩與轉矩T呈線性關系、轉矩調節簡單而呈線性關系、轉矩調節簡單而 且精確，調節范圍寬。且精確，調節范圍寬。 2) 可用作恒張力控制，是造紙機、紡織機、印

21、刷機、可用作恒張力控制，是造紙機、紡織機、印刷機、 繞線機等的理想裝置。繞線機等的理想裝置。 3) 若將主動件固定，則可作制動器使用。若將主動件固定，則可作制動器使用。 缺點：缺點：相對而言比較笨重。相對而言比較笨重。 4) 操縱方便、離合平穩、工作可靠。操縱方便、離合平穩、工作可靠。 17-7 磁粉離合器磁粉離合器zpofrp 2013-10-23當外環反向轉動時，則帶動滾當外環反向轉動時，則帶動滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置，離合器處于分離的寬敞位置，離合器處于分離狀態。狀態。結構：結構：由星輪、外環、滾柱、彈簧推桿等零件組成。由星輪、外環、滾柱、彈簧推桿等零件組成。工作原理：工作原理：當外環逆時鐘轉動時，以摩擦當外環逆時鐘轉動時，以摩擦力帶動滾柱向前滾動，進一步力帶動滾柱向前滾動，進一步楔緊內外接觸面，從而驅動星楔緊內外接觸面，從而驅動星輪一起旋轉。輪一起旋轉。 一、滾柱式定向離合器一、滾柱式定向離合器 滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態。滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態。17-8 定向離合器定向離合器zpofrp 2013-10-23結構：結構：由內環、外