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上页,菜单,下页,联轴器,联轴器和离合器,重点,1、典型联轴器的工作原理、性能、结构特点和类型选择；,2、离合器的基本概念，典型结构，选用原则。,要求,1、掌握联轴器和离合器的功用和分类；,2、掌握常用联轴器的结构特点、工作原理、使用场合及选用与计算方法；,3、掌握常用离合器的结构、工作原理、性能特点和选择及计算方法；,4、了解计算载荷和载荷系数。,联轴器和离合器,1、,联轴器,2、,离合器,概 述,主菜单,联轴器,联接两轴一起运转，传递运动和转矩（只传递T,不传递M）。,有的可用作安全装置。,联轴器联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离,离合器联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合,一、功用,二、区别,三、应用,可将整机分为部件，便于制造、装卸、运输。离合器还可操纵机器的启动、制动、换向和变速。,联轴器和离合器种类很多，有些已经标准化，本节仅介绍常见的类型,联轴器和离合器,联轴器,联轴器,刚性联轴器,联轴器分类：,弹性联轴器,凸缘联轴器,套筒联轴器,夹壳式联轴器,剪销式安全联轴器,齿轮联轴器,十字滑块联轴器,万向联轴器,簧片联轴器,蛇形弹簧联轴器,弹性套柱销联轴器,弹性柱销联轴器,梅花形弹性联轴器,轮胎式联轴器,刚性固定式,要求两轴严格对中，,工作时两轴不能移动。,刚性可移式,允许两轴有一定位移,靠运动副组成得动联接补偿轴的偏移。,金属弹性元件联轴器,靠金属弹性元件的变形补偿两轴的偏移,非金属弹性元件联轴器,利用非金属弹性元件的变形补偿轴的偏移。,强度高，承载能力大,E大且稳定,受T影响小,但成本高。,E变化范围大,阻尼效应好,重量轻,成本低,但强度低,承载能力小,寿命较短。,联轴器,一、刚性固定式联轴器,（一）套筒联轴器,（图11-20）,组成：套筒,+联接零件(键或销钉传递T),套筒材料：35 或 45钢,特点：结构简单，径向尺寸小，成本低。,应用：载荷不大，工作平稳，两轴严格对中处，在机床工业中广泛应用。,（二）凸缘联轴器,（图11-21）,组成：两个带凸缘的半联轴器，分装在两轴端，靠螺栓联接传递T,凸肩与凹槽嵌合对中(b)拆开时要做轴向移动。(普通螺栓联接),对中,铰制孔螺栓对中(a)拆下螺栓即可分开两轴，装拆方便,工作原理：铰制孔螺栓联接靠螺栓受挤压和剪切传递转矩,（点击看图）,普通螺栓联接靠凸缘接合面上的摩擦力传递转矩,（点击看图）,半联轴器材料：HT200用于转矩中等以下，,v,35m/s；,ZG270-500或35钢用于重载，,v,高的场合。,联轴器,特点：结构简单，对中较可靠，传递转矩大，但不消振。,应用：转速低，轴刚性大，载荷平稳，两轴严格对中，无冲击的场合。,尺寸已标准化，见GB5843-86，重要场合要验算螺栓联接的强度。,剪销式安全联轴器,将螺栓联接销钉联接，过载时销钉剪断，以防重要零件损坏。,（点击看图）,二、刚性可移式联轴器,由于制造安装误差,轴变形及温度变化等原因,使两轴不能保证严格对中,而存在不同程度的偏移或偏斜,两轴的偏移形式：,（图11-19）,若用刚性联轴器将引起附加动载荷，要求联轴器或离合器从结构上适应各种形式的偏移，以保证正常工作。,联轴器,（一）滑块联轴器,（图11-22）,组成：两个端面开凹槽的半联轴器 一个两面有凸牙(榫)的浮动盘,凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移,特点：浮动盘中心的运动轨迹为圆，其直径等于两轴的偏心距,e,=,y，,在两轴有相对位移情况下工作时，中间盘会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。,材料：两半联轴器45钢或ZG310-570（大尺寸用）,中间浮动盘45钢，表面淬火,应用：径向偏移,y较大，T大，无冲击，低速传动的两轴联接，,允许 n,max,=100,250r/min，,y0.04d,30。,点击动画,联轴器,（二）齿轮联轴器,（图）,组成：两个带外齿的半联轴器1两个带内齿的外壳3联接螺栓5，靠内外齿啮合传递 T。,特点：,齿形为渐开线,20,一般Z=,3080,；,外齿齿顶承椭球面,且与内齿啮合后有适当的顶隙和侧隙允许较大的综合偏移；,外壳内贮油，以便润滑啮合齿轮；,因啮合传动，传递转矩大；,制造困难，成本高。,材料：45锻钢或铸钢，HB250；外壳HB290。,应用：重型机械，允许,y2.,46,.3mm,，,3。,因计算困难，一般根据转矩查标准，选取合适的尺寸,联轴器,（三）万向联轴器,（图11-23）,组成：两个叉形接头1、3 中间十字轴2 轴销(在十字轴里),构成可动的联接。,特点：允许两轴间有较大的角偏移,max,=3545(但,)；,运转中,变化也能工作，但瞬时传动比变化，且,1,2,；,径向尺寸小。,缺点:当主动轴角速度,1,为常数时，从动轴的角速度,3,在一定范围内(,1,cos,3,1,/cos,)变化，引起附加动载荷。,常将万向联轴器成对使用双万向联轴器,（动画）,为使,3,=,1，,安装注意：,必须保证主从动轴与中间联接轴之间的夹角相等，,中间轴两端的叉形接头应在同一平面内。,1,2,1,2,这时，中间轴转速仍不均匀，但因惯性不大，产生的动载荷也不大。,十字轴式万向联轴器,（图）,（动画）,联轴器,双万向联轴器示意图,材料：合金钢 40Cr，20Cr等。,应用：机床、汽车、工程机械等设备中。,以上各种联轴器的共同特点：,1）刚性零件，缺乏缓冲吸振能力；,2）有相对滑动的零件,磨损间隙,当载荷、速度变化时,引起冲击；,3）零件间的摩擦阻力随载荷的增加而增加，当阻力达到一定程度时，零件移动困难附加动载荷。,要求这类联轴器摩擦表面硬度高，且需润滑以减少摩擦阻力。,三、金属弹性元件联轴器,联轴器,主要特点：补偿两轴偏移，偏斜，缓冲、吸振，减小轴的扭转振动,。,应用：频繁启动、变载、常正反转动，两轴不能严格对中的场合。,常用的有：,蛇形弹簧联轴器,，簧片联轴器。,径向簧片联轴器,组成：,两半联轴器 一叠簧片(6组径向放置)联接螺栓 外轮,簧片一端固定在轮毂中，另一端嵌在外轮的楔槽中,特点：弹性高,阻尼值大,传递T大,结构紧凑,工作可靠,不受温度、灰尘等环境影响。允许,y,0.451mm,x,=,1.55mm,=0.2,应用：载荷变动较大,易发生扭转振动的轴系,如高速大功率柴油机驱动的机组中,特性：联轴器受T后，被联接两轴将因弹性元件的变形而产生相应的扭转角。,定刚度与T成正比关系的弹性元件为定刚度，,变刚度与T不成正比的为变刚度。,金属材料的弹性元件由于其结构不同，可有变刚度的与定刚度的两种。,联轴器,四、非金属弹性元件联轴器,（一）弹性套柱销联轴器,（图11-25）,组成：两半联轴器 套有弹性圈的柱销,特点：结构简单，成本低，允许综合偏移，且缓冲、吸振。,允许最大偏移量：,y,0.20.7mm,x,=2,7.5mm,=,30130,注：为补偿较大的,x，,安装时要留出间隙C,设计时要留出距离A，以便更换橡胶圈时不必拆开两轴。（见图1811）,材料：,半联轴器HT200,ZG270-500,或35钢,柱销35钢，正火处理,弹性套天然橡胶或合成橡胶,应用：启动频繁,变载下工作的轴联接；工作温度t=-2050；,圆周速度V,max,30m/s；,确保无油和其它有害于橡胶的介质。,非金属材料的弹性元件都是变刚度的，常用非金属材料的刚度多随载荷的增大而增大，故缓冲性好，特别适用于工作载荷有较大变化的机器。,联轴器,（二）弹性柱销联轴器,（图11-26）,组成：两半联轴器 MC尼龙柱销+两侧挡板（以防柱销滑出）,特点：结构简单,制造容易,维护方便,传递T大,允许较大的,y,缓冲、吸振,但对温度敏感,不宜用于高温。,允许偏移量：,y,0.150.25mm,=,30,工作温度：t=-2060,应用：代替弹性套柱销联轴器，传递大的T。,（三）梅花形弹性联轴器,（图）,组成：将梅花形弹性元件置于两半联轴器的凸爪之间,工作时弹性件受挤压并传递转矩。,特点：结构简单，价格低，有良好的补偿位移和减振能力。,允许偏移量：,y,0.51.8mm,x,1.25mm,=1,2,允许外缘速度：铸铁V=3050m/s；铸钢V=60m/s;锻钢V=100120m/s。,弹性元件材料：丁腈橡胶，聚氨脂，尼龙等。,联轴器,（四）轮胎式联轴器,（图）,特点：,富有弹性，消振能力强，扭转刚度小，但径向尺寸较大，过载时产生附加轴向载荷。,组成：轮胎状弹性元件 加紧板 两半联轴器 螺钉,允许偏移量：,y,0.01D,x,0.02D,=5,12,(D为轮胎外径),应用：起动频繁，正反转向，n,max,=5000r/min,冲击大的两轴联接。,五、联轴器的选择,1.,类型选择：,根据机器工作条件、特点及要求，结合各类联轴器的性能选择。,原则：低速，刚性大的短轴刚性固定式联轴器,转速低，刚性小的长轴刚性可移式联轴器,转矩较大的重型机械齿轮联轴器,中高转速，有振动的轴弹性联轴器,轴线相交的两轴万向联轴器,有安全保护要求时安全联轴器,例题:,选择图1815中减速器和运输机之间的联轴器,减速器输出端轴径d,1,=40mm，运输机输入端轴径d,2,=42mm，该轴传递功率P=4.83kW，转速n=300r/min，试选择所需的联轴器。,联轴器,计算转矩Tc：TcK,A,T,使联轴器,d轴d孔(mm),长度L及孔的结构形式由具体情况而定；,TcT(Nm),，,Tc计算转矩，T许用转矩或公称转矩；,nn (r/min),，,n轴的实际转速，n联轴器的许用转速。,T所传递的名义转矩Nmm;,K,A,工作情况系数，表181,考虑较低,传递P不大,安装时不易完全同轴线。,解,1类型选择：,选用弹性套柱销联轴器。,2计算转矩：,名义转矩,T9550Pn95504.83300153.76 Nm,查表181取K,A,1.5,则计算转矩为,Tc=K,A,T=1.5,153.76=230.64Nm,3型号选择:,从GB4323-84中查得TL7联轴器的T=500Nm,n=2800r/min，轴径为4045mm之间，,故选定 TL7联轴器 GB4323-84。,思考题,2.,尺寸选择：,根据,n、d、T,c,查标准，定具体型号尺寸,必要时，对主要零件进行强度验算。,离合器,离合,器,作用：离合器用来联接两根轴，使之一起转动并传递转矩，在工作中主、从,动部分可分离可接合。,一、离合器的分类,按其工作原理可分为,嵌入式,、,摩擦式,两类；,按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类；,按操纵方式分有机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器等；,可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能,在特定条件下，自动地接合或分离。,二、对离合器的基本要求,分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；,结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；,接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；,操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。,由两个端面带牙的半离合器1、3组成。从动半离合器3用导向平键或花键与轴联接，另一半离合器1用平键与轴联接，对中环2用来使两轴对中，滑环4可操纵离合器的分离或接合。,一、牙嵌式离合器,离合器,二、摩擦离合器,摩擦离合器利用主、从动半离合器摩擦片接触面间的摩擦力传递扭矩。,为提高传递转矩的能力，多采用多片摩擦片。他能在不停车或两轴有较大转速差时进行平稳结合，且可在过载时因摩擦片间打滑而起到过在保护作用。,多片离合器结构组成,单片离合器动作过程,多片离合器动作过程,离合器,三、安全离合器,1.牙嵌式安全离合器,滚柱式超越离合器,四、超越离合器,(动画),离合器,2.滚珠安全离合器,点击看图,五、电磁离合器,(动画),思考题,1.联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何异同？,2.联轴器和离合器各有哪些类型？各类具有什么特点？,3.联轴器和离合器的计算转矩如何计算？工作情况系数,K,与哪些因素有关？,4.选用联轴器时，应考虑哪些主要因素？选择的原则是什么？,5.试比较刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器的特点，并各举出一些常用 的结构型式。,6.试结合典型结构型式，说明刚性可移式联轴器可能有哪几种相对位移？,7.齿轮联轴器为什么有补偿综合位移？,8.什么是定刚度弹性联轴器？什么是变刚度弹性联轴器?各适用于什么工作条件？,9.离合器应满足哪些基本要求？,10.手册上给出了几种联轴器？各用于什么场合？如何选择？如何标记？,图片,返回,套筒联轴器,图片,返回,点击动画,图片,返回,图片,返回,点击动画,图片,返回,点击动画,图片,齿轮联轴器,返回,点击动画,图片,1,2,返回,动画,返回,虚 拟,动画,返回,虚拟现实,返回,模 型,动画,返回,虚拟现实,动画,虚 拟,返回,动画,返回,动画,万向联轴器结构简图,返回,动画,组装,返回,动画,返回,动画,返回,动画,返回,虚 拟,返回,虚 拟,返回,虚 拟,返回,虚 拟,返回,图片,罩壳,油塞,半联轴器,蛇形弹簧,返回,夹壳联轴器,动画,返回,图片,返回,图片,返回,动画,返回,动画,返回,动画,返回,动作过程,结构组成,牙嵌式离合器,动画,返回,动画,返回,单片离合器动作过程,动画,返回,多片离合器结构组成,动画,返回,封底,主 编：陆 萍 黄珊秋,副主编：董玉平 刘 鸣,参 编：陈举华 葛培琪,程建辉 张洪才,刘含莲 刘文平,山东大学机械工程学院,退出,