联轴器离合器讲解

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潘存云教授研制
联轴器和离合器种类繁多，在选用标准件或自行设 计时应考虑如下因素：
传递转矩大小; 转速高低; 扭转刚度变化 ; 体积大小 ; 缓冲吸振能力 。
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联轴器分类：
刚性联轴器 弹性联轴器
刚性联轴器由刚性传力件组成，它又可分为 固定式和可移式两种类型。固定式刚性联轴器 不能补偿两轴的器能补偿两轴间的相对位移。
安装要求：
①主动、从动、中间三轴共面；
②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等；
第17章 联轴器、离合器和制动器
§17-1 联轴器和离合器类型和应用 §17-2 固定式刚性联轴器 §17-3 可移式刚性联轴器 §17-4 弹性联轴器 §17-5 牙嵌离合器
§17-6 圆盘摩擦离合器 §17-7 磁粉离合器 §17-8 定向离合器 §14-6 制动器
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α
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单万向联轴器
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结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链
与中间的“十字形”构件相联，“十字形”构件的中
心位于两轴交点处轴，间角为 ：
α=0~45˚
α
运动分析：
两轴平均传动比为1，但 瞬时传动比是动态变化的。
在图示位置I, 以轴1为参考 系，对A点有 ：
vA1 = Leabharlann ω1 以轴2为参考系，对A点有y
轴向
径向 x
角度
y
α
综合
α
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一、齿式联轴器 结构：两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿 数相同，外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联 接，两外壳用螺栓联接。两端密封，空腔内储存润滑油。 功用：能补偿轴不对中和偏斜。
工作范围：正常齿：α≤30’ 腰鼓齿：α≤3˚
电动机 多缸 汽轮机 内燃机
1.3
1.5
1.5
1.7
1.7
1.9
1.9
2.1
2.3
2.5
3.1
3.3
双缸 内燃机
1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 3.6
单缸 内燃机
2.2 2.4 2.6 2.8 3.2 4.0
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§17-2 固定式刚性联轴器 凸缘刚性联轴器
结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联 轴器的凸缘联接在一起。
vB1 = r”ω1 = ω1 r cosα 同样有 ： vB1 = vB2
代入得：ω’’2=ω1 cosα
=>ω”2 <ω1
其它位置： ω1cos α ≤ ω2 ≤
ω1 cosα
r”
ω"2
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双万向铰链机构
为了消除从动轴变速转动的缺点，常
将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。
Tc＝KAT
（17-1）
式中，T为名义转矩；KA为工作情况系数，其 值见表17-1。
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表17-1 工作情况系数KA
原动机
工作机
发电机、小型通风机、小型离心机 透平压缩机、木工机械、输送机 搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 织布机、水泥搅拌机、拖拉机 挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵
：ω1
vA2 = r’ω’2 = r cosαω’ 2 显然有 ： vA1 = vA2
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r’ A
αr Bα
A
ω'2
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代入得： ω1 =cosαω’2
ω’2 〉ω1
ω1
在图示位置II, 以轴2为参考 系，对B点有 ：
vB2 = rω”2
r Bα Aα
B
以轴1为参考系，对B点有 ：
y α
优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心 力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。
适用范围：α≤30’, y≤0.04d，v≤300 r/min
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三、万向联轴器 作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在 传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、 有夹角 应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。
特点：结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不能 缓冲减振 。
应用：用于载荷较平稳的两轴联接 。 90˚
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两轴可间移的式相刚对§性位1联7移-轴3 器可的移组式成刚零件性间联构轴成器动联接，可补偿
制造误差
安装误差 被联接的两轴不能精确对中 受力变形
两轴线的相对位移: x
轴向、径向、角度、综合。
§17-1 联轴器、离合器类型和应用
作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋 转，并传递扭矩，也可用作安全装置。
联轴器----用于将两轴联接在一起，机器运转时两 轴不能分离，只有在机器停车时才可将两轴分离；
离合器----在机器运转过程中，可使两轴随时接合 或分离的一种装置。 它可用来操纵机器传动的断 续，以便进行变速或换向；
4.操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。
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联轴器和离合器已标准化。一般可先依
据机器的工作条件选定合适的类型，然后按 照计算转矩、轴的转速和轴端直径从标准中 选择所需的型号和尺寸。必要时还应对其中 的某些零件进行验算。
计算转矩Tc应考虑机器起动时的惯性力、 机器在工作中承受过载和受到可能的冲击等 因素，按下式确定
型式： 普通凸缘联轴器 ---靠铰制孔螺栓对中。 有对中榫的凸缘联轴器 ---靠榫头对中。
绞制孔螺栓
普通螺栓
对中榫
普通凸缘联轴器
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制造与安装要求：半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直， 安装时应使两轴精确对中。
材料：一般用铸铁、当重载或 V≥30 m/s时，用铸 钢或锻钢 。
弹性联轴器包含有弹性元件，除了能补 偿两轴间的相对位移外，还具有吸收振动 和缓和冲击的能力。
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嵌入式 离合器的分类
摩擦式
对离合器的基本要求 1. 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作
准确可靠； 2. 结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作
安全，效率高； 3.接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；
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α
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优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。 缺点：结构笨重、造价高。 应用：用于重型传动。
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二、十字滑块联轴器 结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具 有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽 中，构成移动副。 工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时， 滑块将在凹槽内滑动。