1、第十一章 聯軸器與離合器東北大學機械工程與自動化學院東北大學機械工程與自動化學院 鞏云鵬鞏云鵬11-1 聯軸器和離合器概述11-2 聯軸器的種類和特性11-3 聯軸器的選擇第十一章 聯軸器概述111-1 概 述一、聯軸器和離合器的作用一、聯軸器和離合器的作用作作 用：用：聯接兩軸，傳遞運動與轉矩，或作安全裝置。聯接兩軸，傳遞運動與轉矩，或作安全裝置。聯軸器：聯軸器：機器運轉時兩軸不能分離，只有在機器停車時機器運轉時兩軸不能分離，只有在機器停車時才可將兩軸分離；才可將兩軸分離； 離合器：離合器：機器運轉過程中，可使兩軸隨時接合或分離的機器運轉過程中，可使兩軸隨時接合或分離的一種裝置。用來操縱機器

2、傳動的斷續，以便進行變速或一種裝置。用來操縱機器傳動的斷續，以便進行變速或換向；換向；二、聯軸器的選擇二、聯軸器的選擇-類型尺寸類型尺寸 傳遞轉矩大小、轉速高低、扭轉剛度變化、體積大傳遞轉矩大小、轉速高低、扭轉剛度變化、體積大小、緩沖吸振能力等因素。小、緩沖吸振能力等因素。聯軸器的種類和特性111-2 11-2 聯軸器的種類和特性 一、聯軸器所聯兩軸的相對位移一、聯軸器所聯兩軸的相對位移1 1、軸線相對位移原因：制造及安裝誤差、軸線相對位移原因：制造及安裝誤差 承載后的變形承載后的變形 軸承磨損軸承磨損xyxy軸向位移x徑向位移y角位移綜合位移x、y、一、聯軸器所聯兩軸的相對位移一、聯軸器所聯

3、兩軸的相對位移2 2、軸線相對位移形式、軸線相對位移形式聯軸器的種類和特性2、剛性聯軸器、剛性聯軸器1 滾滾子子聯聯軸軸器器萬萬向向聯聯軸軸器器齒齒式式聯聯軸軸器器滑滑塊塊聯聯軸軸器器可可移移式式夾夾殼殼聯聯軸軸器器套套筒筒聯聯軸軸器器凸凸緣緣聯聯軸軸器器固固定定式式二、聯軸器的分類11-2 11-2 聯軸器的種類和特性 二、聯軸器的分類、彈彈性性聯聯軸軸器器2無緩沖減振能力無緩沖減振能力無軸線位移補償能力無軸線位移補償能力要求軸的對中性好要求軸的對中性好無緩沖減振能力無緩沖減振能力有軸線位移補償能力有軸線位移補償能力有彈性元件緩沖減振有彈性元件緩沖減振有軸線位移補償能力有軸線位移補償能力 輪

4、輪胎胎式式聯聯軸軸器器梅梅花花形形彈彈性性聯聯軸軸器器彈彈性性柱柱銷銷聯聯軸軸器器彈彈性性套套柱柱銷銷聯聯軸軸器器無緩沖減振能力無緩沖減振能力緩沖減振緩沖減振位移補償位移補償聯軸器的種類和特性2三、聯軸器的特性11-2 11-2 聯軸器的種類和特性 三、聯軸器的特性1 1、剛性固定式聯軸器、剛性固定式聯軸器(1)凸緣聯軸器普通螺栓普通螺栓凸肩對中凸肩對中鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓對中對中組成：普通螺栓（鉸制孔螺栓）組成：普通螺栓（鉸制孔螺栓）+ + 兩半聯軸器兩半聯軸器 半聯軸器：鑄鐵或碳鋼，重載高速鑄鋼或鍛鋼半聯軸器：鑄鐵或碳鋼，重載高速鑄鋼或鍛鋼特點：結構簡單、使用方便、承載大，特點：結構簡單、

5、使用方便、承載大，適用適用： 低轉速、載荷平穩，軸剛性大、對中好的聯接低轉速、載荷平穩，軸剛性大、對中好的聯接聯軸器的種類和特性211-2 11-2 聯軸器的種類和特性 三、聯軸器的特性(2)(2)套筒聯軸器套筒聯軸器特點：結構簡單、徑向尺寸小特點：結構簡單、徑向尺寸小適用：機床軸等的聯結適用：機床軸等的聯結平鍵聯結平鍵聯結銷聯結銷聯結半圓鍵聯結半圓鍵聯結1 1、剛性固定式聯軸器、剛性固定式聯軸器組成：套筒組成：套筒+ +鍵或銷鍵或銷 套筒材料：套筒材料：3535、45 45 （d 80 mm ) d 80 mm )HT250 (d80 mm )聯軸器的種類和特性211-2 11-2 聯軸器的

6、種類和特性 三、聯軸器的特性(3)(3)夾殼聯軸器夾殼聯軸器特點：結構簡單、裝拆方便、價格低廉；特點：結構簡單、裝拆方便、價格低廉； 質量較大、平衡困難；質量較大、平衡困難；適用：低速（適用：低速（v5 m/sv5 m/s）、工作平穩）、工作平穩1 1、剛性固定式聯軸器、剛性固定式聯軸器組成：兩半圓聯軸器組成：兩半圓聯軸器+ +螺栓夾緊軸實現聯結，螺栓夾緊軸實現聯結， 靠夾殼與軸摩擦力和鍵傳遞扭矩靠夾殼與軸摩擦力和鍵傳遞扭矩 聯軸器的種類和特性211-2 11-2 聯軸器的種類和特性 三、聯軸器的特性2 2、剛性可移式聯軸器、剛性可移式聯軸器(1)(1)十字滑塊聯軸器十字滑塊聯軸器組成：兩半聯

7、軸器組成：兩半聯軸器+ +中間滑塊中間滑塊特點：結構簡單、價格低廉；特點：結構簡單、價格低廉； 高速離心力大，磨損高速離心力大，磨損 具有徑向、角位移補償能力具有徑向、角位移補償能力適用：兩軸相對偏移較大、適用：兩軸相對偏移較大、 轉速不高、載荷平穩處轉速不高、載荷平穩處 2 2、剛性可移式聯軸器、剛性可移式聯軸器(2)(2)齒式聯軸器齒式聯軸器組成：兩半外齒半聯軸器組成：兩半外齒半聯軸器（齒頂為球面）（齒頂為球面） + +兩內齒外殼，齒為漸開線齒輪兩內齒外殼，齒為漸開線齒輪特點：結構復雜、質量大；特點：結構復雜、質量大； 齒側及徑向間隙大，齒側及徑向間隙大， 綜合位移補償能力強；綜合位移補償

8、能力強； 多齒嚙合承載大；多齒嚙合承載大； 適用于重型機械設備適用于重型機械設備如軋鋼機等如軋鋼機等11-2 11-2 聯軸器的種類和特性聯軸器的種類和特性 三、聯軸器的特性齒式聯軸器位移補償齒式聯軸器位移補償聯軸器的種類和特性211-2 11-2 聯軸器的種類和特性 三、聯軸器的特性(3)(3)萬向聯軸器萬向聯軸器2 2、剛性可移式聯軸器、剛性可移式聯軸器組成：兩叉形件組成：兩叉形件+十字頭鉸鏈聯結十字頭鉸鏈聯結特點：特點： 結構緊湊結構緊湊 允許軸有較大角偏移允許軸有較大角偏移 兩軸不同軸時，單萬向節兩軸不同軸時，單萬向節 從動軸角速度有波動；從動軸角速度有波動； 雙萬向節雙萬向節一定條件

9、下可以實現勻速傳動一定條件下可以實現勻速傳動適用場合：汽車、軋鋼機等傳動軸適用場合：汽車、軋鋼機等傳動軸聯軸器的種類和特性211-2 11-2 聯軸器的種類和特性2 2、剛性可移式聯軸器、剛性可移式聯軸器(4)(4)滾子鏈聯軸滾子鏈聯軸組成：雙列鏈組成：雙列鏈+ +兩鏈輪兩鏈輪特點：特點： 結構緊湊，承載大結構緊湊，承載大 適應環境廣（高溫、潮濕、灰塵等）適應環境廣（高溫、潮濕、灰塵等） 允許軸有一定角偏移和徑向偏移允許軸有一定角偏移和徑向偏移適用場合：扭矩較大，單向回轉場合適用場合：扭矩較大，單向回轉場合聯軸器的種類和特性211-2 11-2 聯軸器的種類和特性3 3、彈性聯軸、彈性聯軸器器

10、(1)(1)彈性套柱銷聯軸器彈性套柱銷聯軸器組成：彈性套柱銷連接兩半聯軸器組成：彈性套柱銷連接兩半聯軸器半聯軸器：半聯軸器：HT200，35，ZG270-500柱銷：柱銷：45； 彈性套：耐油橡膠彈性套：耐油橡膠特點：特點： 結構簡單、成本低，彈性套壽命短結構簡單、成本低，彈性套壽命短 彈性套具有緩沖減振作用彈性套具有緩沖減振作用 允許軸間徑向、軸向、角位移允許軸間徑向、軸向、角位移 ( x=27.5mm,y0.20.6,1.51.5 ) 適用場合：載荷較小、載荷平穩，啟動頻繁或正反轉場合適用場合：載荷較小、載荷平穩，啟動頻繁或正反轉場合聯軸器的種類和特性2爆炸圖爆炸圖11-2 11-2 聯軸

11、器的種類和特性3 3、彈性聯軸、彈性聯軸器器(2)(2)彈性柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器組成：彈性柱銷組成：彈性柱銷+兩半聯軸器兩半聯軸器半聯軸器：半聯軸器：HT200，35，ZG270-500柱銷：尼龍柱銷：尼龍6 (耐磨、有彈性耐磨、有彈性 -20+70) )特點：特點： 結構簡單、維護方便，成本低結構簡單、維護方便，成本低 彈性柱銷具有緩沖減振作用彈性柱銷具有緩沖減振作用 允許軸間徑向、軸向、角位移允許軸間徑向、軸向、角位移 ( x=0.53mm,y0.150.25,0.50.5 ) 適用場合：扭矩較大，啟動頻繁或正反轉場合適用場合：扭矩較大，啟動頻繁或正反轉場合聯軸器的種類和特性211-2

12、 11-2 聯軸器的種類和特性3 3、彈性聯軸、彈性聯軸器器(3)(3)輪胎式聯軸器輪胎式聯軸器組成：特型輪胎組成：特型輪胎+兩半聯軸器兩半聯軸器 輪胎：橡膠或輪胎：橡膠或 橡膠織物橡膠織物特點：尺寸大，扭轉變形產生特點：尺寸大，扭轉變形產生附加附加軸向力軸向力 載荷通過輪胎傳遞，緩沖減振載荷通過輪胎傳遞，緩沖減振 允許較大軸間徑向、軸向、角位移允許較大軸間徑向、軸向、角位移 ( x=0.02D,y0.01D,22 ) 適用場合：潮濕、多塵、沖擊、適用場合：潮濕、多塵、沖擊、 啟動頻繁或正反轉場合啟動頻繁或正反轉場合11-2 11-2 聯軸器的種類和特性3 3、彈性聯軸、彈性聯軸器器(4)(4

13、)梅花聯軸器梅花聯軸器組成：梅花形彈性件組成：梅花形彈性件+兩半聯軸器兩半聯軸器 彈性件：聚氨酯橡膠、尼龍等彈性件：聚氨酯橡膠、尼龍等特點：結構簡單、耐磨，承載大特點：結構簡單、耐磨，承載大 緩沖減振，壽命長緩沖減振，壽命長 允許較大軸間徑向、軸向、角位移允許較大軸間徑向、軸向、角位移 ( (x=1.25mm,y0. 51.8,2 ) ) 適用場合：工作溫度適用場合：工作溫度-35+80，各種機械設備，各種機械設備 聯軸器的種類和特性2一、聯軸器選用基本程序11-3 11-3 聯軸器的選擇選擇聯軸器的類型選擇聯軸器的類型計算聯軸器的計算轉矩計算聯軸器的計算轉矩進行必要的承載能力校核進行必要的承

14、載能力校核規定部件相應的安裝精度規定部件相應的安裝精度協調軸孔直徑協調軸孔直徑校核最大轉矩校核最大轉矩確定聯軸器的型號確定聯軸器的型號 聯軸器為標準件，設計過程主要是選用適當的聯軸器。選用程序如圖所示選擇2二聯軸器的選擇則二聯軸器的選擇則 工作條件：載荷的大小和性質、轉速高低、工作環境等工作條件：載荷的大小和性質、轉速高低、工作環境等聯軸器特性：位移補償能力、應用范圍聯軸器特性：位移補償能力、應用范圍低速、剛性大的短軸低速、剛性大的短軸-可選用剛性聯軸器；可選用剛性聯軸器；低速、剛性小的長軸低速、剛性小的長軸-可選用剛性可移式聯軸器；可選用剛性可移式聯軸器；傳遞轉矩較大的重型機械傳遞轉矩較大的

15、重型機械-選用齒式聯軸器；選用齒式聯軸器；對于高速、有振動和沖擊的機械對于高速、有振動和沖擊的機械-選用彈性聯軸器；選用彈性聯軸器；軸線位置有較大變動的兩軸軸線位置有較大變動的兩軸-選用萬向聯軸器；選用萬向聯軸器；有安全保護要求的軸有安全保護要求的軸-選用安全聯軸器。選用安全聯軸器。 1 1選擇聯軸器的類型選擇聯軸器的類型 聯軸器特性與工作條件相適應聯軸器特性與工作條件相適應11-3 11-3 聯軸器的選擇選擇2計算聯軸器的計算轉矩計算聯軸器的計算轉矩TKTA Ac ca a K KA-A-為工作情況系數。為工作情況系數。T-T-聯軸器所傳遞的公稱轉矩。聯軸器所傳遞的公稱轉矩。確定聯軸器的型號

16、確定聯軸器的型號按按T Tcaca T T ，由聯軸器標準確定聯軸器型號，由聯軸器標準確定聯軸器型號， T T-聯軸器的許用轉矩。聯軸器的許用轉矩。校核最大轉速校核最大轉速n-被聯接軸的轉速，被聯接軸的轉速，nmax-聯軸器許用的最高轉速聯軸器許用的最高轉速n nn nmaxmax11-3 11-3 聯軸器的選擇選擇選擇2 2規定部件相應的安裝精度規定部件相應的安裝精度進行必要的校核進行必要的校核協調軸孔直徑協調軸孔直徑被聯接兩軸的直徑和形狀（圓柱或圓錐）均可以不同，被聯接兩軸的直徑和形狀（圓柱或圓錐）均可以不同，但必須使直徑在所選聯軸器型號規定的范圍內，形狀也應滿但必須使直徑在所選聯軸器型號

17、規定的范圍內，形狀也應滿足相應要求。足相應要求。聯軸器允許軸的相對位移偏差是有一定范圍的，因此，聯軸器允許軸的相對位移偏差是有一定范圍的，因此，必須保證軸及相應部件的安裝精度。必須保證軸及相應部件的安裝精度。聯軸器除了要滿足轉矩和轉速的要求外，必要時還應對聯軸器除了要滿足轉矩和轉速的要求外，必要時還應對聯軸器中的零件進行承載能力校核，如對非金屬元件的許用聯軸器中的零件進行承載能力校核，如對非金屬元件的許用溫度校核等。溫度校核等。11-3 11-3 聯軸器的選擇剛性聯軸器剛性固定式聯軸器凸緣聯軸器套筒聯軸器夾殼聯軸器無彈性件撓性聯軸器剛性可移式聯軸器十字滑塊聯軸器滑塊聯軸器萬向聯軸器齒式聯軸器滾子鏈聯軸器 有彈性件撓性聯軸器彈性聯軸器彈性聯軸器彈性套柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器梅花形彈性聯軸器輪胎聯軸器膜片聯軸器星形彈性聯軸器 雙萬向聯軸器雙萬向聯軸器雙萬向聯軸器：實現等角速度轉動雙萬向聯軸器：實現等角速度轉動汽車傳動軸汽車傳動軸返回返回彈性柱銷聯軸器爆炸圖彈性柱銷聯軸器爆炸圖返回返回人有了知識，就會具備各種分析能力，人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所