第16單元聯軸器與離合器2025案例導入

在機械傳動中，常需將機器中不同機構的軸聯接起來，以傳遞運動和動力。將兩軸直接聯接起來以傳遞運動和動力的聯接稱為軸間聯接。軸間聯接通常采用聯軸器和離合器來實現。圖

聯軸器與離合器應用實例1一小帶輪2—V帶3一大帶輪4—制動器5—曲軸6-連桿7—滑塊8—凸模9—坯料10—凹模11一機架12—電動機13—傳動軸14—小齒輪15—大齒輪16—離合器a)帶式輸送機傳動圖b)機械壓力機【知識和能力目標】了解聯軸器和離合器的功用。掌握聯軸器的類型、特點及應用。掌握聯軸器的選用。了解離合器的類型、特點及應用。【學習重點和難點】聯軸器的類型、特點、應用及選用。

聯軸器和離合器是把機器中的兩根軸聯接起來,使之一同回轉，以便傳遞動力和運動的常用部件。相同點：聯接兩軸、傳遞運動和轉矩。不同點：聯軸器—聯接的兩軸只有停車后經拆卸才能分離。離合器—聯接的兩軸可在機器工作中方便地實現分離與接合。軸間聯接設計與選擇

聯軸器功用：聯接兩軸，使兩軸同時轉動以傳遞運動和轉矩。若使兩軸分離只有在停車時拆卸。聯軸器所聯接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形及溫度變化的影響等，會引起兩軸相對位置的變化，往往不能保證嚴格的對中

根據各種位移有無補償分為：剛性聯軸器和撓性聯軸器。一、聯軸器1、聯軸器的種類與結構剛性聯軸器撓性聯軸器凸緣聯軸器十字滑塊聯軸器萬向聯軸器齒式聯軸器可以補償位移套筒聯軸器無位移補償能力對中性要求高。無彈性元件有彈性元件緩沖吸振，用于起動頻繁、高速變載以及經常正反轉的場合。彈性套柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器輪胎聯軸器固定式（1）剛性聯軸器①套筒式聯軸器結構最簡單的固定式聯軸器。其徑向尺寸小，非標準化。

由于凸緣聯軸器是使兩軸剛性地聯接在一起，所以在傳遞載荷時不能緩和沖擊和吸收振動；此外要求對中精確，否則由于兩軸偏斜或不同軸線都將引起附加載荷和嚴重磨損。故凸緣聯軸器適用于聯接低速、大轉矩、振動不大、剛性大的短軸。②凸緣聯軸器可補償兩軸的相對位移，但不能緩沖減振。（2）撓性聯軸器①無彈性元件十字滑塊聯軸器特點：中間圓盤的凸塊在半聯軸器的凹槽內滑動，可以補償兩軸的相對位移。對凹槽的和凸塊的工作面的硬度要求較高，并需加潤滑劑。轉速高時，易磨損，且附加載荷大。滑塊聯軸器的結構簡單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉速且無劇烈沖擊處，故宜用于低速的場合。齒式聯軸器結構：由兩個具有外齒的內套筒和兩個具有內齒的外套筒組成。內外齒數相等，一般為30～80個。補償原理：由于嚙合齒間留有較大的齒側間隙，也因為齒頂做成球面（球心位于軸線上），見圖(b)。為了增大位移的允許量，還常將輪齒做成鼓形齒。聯軸器內注有潤滑油，以減少齒的磨損。應用：齒式聯軸器能夠傳遞很大的轉矩和補償較大的綜合位移，因此在重型機械中得到了廣泛的應用。但它較笨重，制造困難、成本高。齒式聯軸器結構：由兩個具有外齒的內套筒和兩個具有內齒的外套筒組成。內外齒數相等，一般為30～80個。結構：由兩個分別固定在主、從動軸上的叉形接頭和一個十字形零件(稱十字頭)組成。叉形接頭和十字頭是鉸接的，因此允許被聯接兩軸軸線夾角a很大。萬向聯軸器

萬向聯軸器又稱十字鉸鏈聯軸器。單個聯軸器兩軸的瞬時角速度不是時時相等，引起動載荷，故一般成對應用。安裝雙萬向聯軸器時，應滿足：（1）主動軸從動軸與中間件的夾角必須相等；（2）中間件兩端的叉面必須位于同一平面內。

萬向聯軸器能補償較大的角位移，結構緊湊，使用維護方便，廣泛用于汽車工程機械的傳動系統。萬向聯軸器彈性套柱銷聯軸器②有彈性元件（2）撓性聯軸器結構：與凸緣聯軸器相似，用套有彈性圈的柱銷代替了聯接螺栓。特點：結構簡單，制造容易，不用潤滑，彈性圈更換方便，具有一定的補償兩軸線相對偏移和減振、緩沖性能。適用于經常正反轉，起動頻繁，轉速較高的場合。彈性柱銷聯軸器②有彈性元件（2）撓性聯軸器結構：可以看成為彈性套柱銷聯軸器簡化而成。即采用尼龍柱銷代替彈性套和金屬柱銷。為了防止柱銷滑出，在柱銷兩端配置擋圈。特點：結構簡單，安裝、制造方便，耐久性好，吸振,補償軸向位移的能力。常用于軸向竄動量較大，經常正反轉，起動頻繁，轉速較高的場合，可代替彈性套柱銷聯軸器。2、聯軸器的選擇聯軸器類型很多，其中大多已標準化。

選擇依據：額定轉矩Tn、許用轉速、位移補償量和被聯接軸的直徑范圍等。選型號聯軸器必須同時滿足:

3、聯軸器的安裝與維護（1）聯軸器的對中要求在安裝聯軸器中，兩根轉軸可能出現不對中的情況。聯軸器在不對中的情況下安裝固定之后，軸系旋轉時，由于兩半聯軸器要盡力維持初始狀態，必然造成軸及其支撐的周期性變形，出現軸系的不對中強迫振動，加劇支撐軸承的磨損。因此，安裝聯軸器的首要問題是保證兩根轉軸的同軸度誤差。對于一般機械設備上所使用的聯軸器，安裝對中的要求如表7.5所示。（2）聯軸器的安裝找正（3）聯軸器對中找正的注意事項

（4）聯軸器的使用與維護①聯軸器的安裝誤差應嚴格控制，通常要求安裝誤差不得大于許用補償量的。②注意檢查所聯接兩軸運轉后的對中情況，其相對位移不應大于許用補償量。盡可能地減少相對位移量，可有效地延長被聯接機械或聯軸器的使用壽命。③對有潤滑要求的聯軸器，如齒式聯軸器等，要定期屆查潤滑油的油量、質量以及密封狀況，必要時應予以補充或更換。④對于高速旋轉機械上的聯軸器，一般要經動平衡試驗，并按標記組裝。對其聯接螺栓之間的重量差有嚴格地限制，不得任意更換。

離合器主要用于聯接兩軸使其一同旋轉并傳遞轉矩，離合器在機器運轉過程中可隨時將主動、從動軸接合或分離。1、離合器的類型二、離合器①牙嵌式離合器

半離合器1用鍵和緊定螺釘固定在主動軸上，另一個半離合器3用導向鍵或花鍵與從動軸聯接，并通過操縱系統撥動滑環4使其作軸向移動，使離合器分離或接合。為了保證兩軸能很好地對中，在主動軸上的半離合器內裝有對中環2，從動軸可在對中環內自由轉動。2、用離合器的結構特點及應用特點：結構簡單，外廓尺寸小，接合后兩半離合器沒有相對滑動，但只宜在兩軸的轉速差較小或相對靜止的情況下接合，否則齒與齒會發生很大沖擊，影響齒的壽命。

多盤式摩擦離合器，其中一組外摩擦片2和外套1形成花鍵聯接，另一組內摩擦片3和內套8也為花鍵聯接。外、內套1、8則分別固定在主、從動軸上。兩組摩擦片交錯排列。

離合器處于接合狀態的情況，此時摩擦片相互緊壓在一起，隨同主動軸和外套一起旋轉的外摩擦片通過摩擦力將轉矩和運動傳遞給內摩擦片，使內套和從動軸旋轉。將操縱滑環7向右撥動，杠桿6在彈簧5的作用下將摩擦片放松，則可分離兩軸。螺母4用來調節摩擦片間的壓力。②圓盤摩擦離合器原理：依靠兩接觸面之間的摩擦力，使主、從動軸接合和傳遞轉矩。②圓盤摩擦離合器1)

能在不停車或兩軸具有任何大小轉差的情況下進行接合；2)

能調節從動軸的加速時間，減少接合時的沖擊和振動，實現平穩接合；3)過載時，摩擦面間將發生打滑，可以避免其他零件的損壞。特點：應用：多片式用于傳遞較大轉距。兩組摩擦片，其中外摩擦片組4利用外圓上的花鍵與外鼓輪2相聯(外鼓輪2與軸1相固聯)，內摩擦片組5利用內圓上的花鍵與內套筒10相聯(內套筒10與軸9相固聯)。當滑環8作軸向移動時，將撥動曲臂壓桿7，使壓板3壓緊或松開內、外摩擦片組，從而使離合器接合或分離圖10-14b。螺母6是用來調節內、外摩擦片組間隙大小的。外摩擦片和內摩擦片的結構形狀如圖10-15所示。若將內摩擦片改為圖右的碟形，使其具有一定的彈性，離合器分離時摩擦片能自行彈開，接合時也較平穩。③超越離合器

超越離合器是一種定向離合器，它利用機器本身轉速轉向的變化，自動控制兩軸的離合。當爪輪為主動件若順時針轉動時，滾柱受摩擦力作用被楔緊在爪輪與套筒間，并帶動套筒（從動軸）一起回轉，此時離合器處于結合狀態；反之，即分離。只能傳遞單向扭矩。牙嵌式安全離合器摩擦式安全離合器安全離合器通常有三種型式：嵌合式、摩擦式和破斷式

當傳遞的轉矩超過設計值時，它們將分別發生分開聯接件、聯接件打滑和聯接件破斷等動作，從而可防止機器中重要零件的損壞。

并由彈簧壓緊機構代替滑環操縱機構。當轉矩超過允許值時，牙上的軸向分力將壓縮彈簧，使離合器產生跳躍式滑動，離合器處于分離狀態。當轉矩恢復正常時，離合器在彈簧力的作用下又重新接合。④安全離合器

3、離合器的使用與維護

（1）應定期檢查離合器操縱桿的行程，主、從動片之間的間隙，摩擦片的磨損程度，必要時予以調整或更換。（2）片式摩擦離合器工作時，不得有打滑或分離不徹底現象，否則，不僅將加速摩擦片磨損，降低使用壽命