第15章 联轴器和离合器

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图15-6 十字滑块联轴器
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2.滑块联轴器 滑块联轴器
与十字滑块联轴器结构相似（ ），只是沟槽很宽 与十字滑块联轴器结构相似（图15-7），只是沟槽很宽，中间为不带凸牙 ），只是沟槽很宽， 的方形滑块，其材料为夹布胶木。由于中间滑块质量小，且有弹性， 的方形滑块，其材料为夹布胶木。由于中间滑块质量小，且有弹性，故允 许较高的极限转速。结构简单、尺寸紧凑。适用于小功率， 许较高的极限转速。结构简单、尺寸紧凑。适用于小功率，高转速而无剧 烈冲击的场合。 烈冲击的场合。
A R A-A
A
图15-8 齿轮联轴器
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4.链条联轴器 链条联轴器
利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两 半联轴器的联接（如图15-9所示）。结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆 所示）。结构简单、 半联轴器的联接（如图 所示）。结构简单 尺寸紧凑、质量小、 方便、维修容易、成本低廉。有一定的补偿性能和缓冲性能。 方便、维修容易、成本低廉。有一定的补偿性能和缓冲性能。因链条的套 筒与链轮之间存在间隙，不适于逆向传动和启动频繁或立式轴传动。 筒与链轮之间存在间隙，不适于逆向传动和启动频繁或立式轴传动。同时 受离心力的影响不适于高速传动。 受离心力的影响不适于高速传动。
1.套筒联轴器 套筒联轴器
套筒联轴器是一个公用套筒（如图 ），套筒通过键或销将两轴联 套筒联轴器是一个公用套筒（如图15-3），套筒通过键或销将两轴联 ）， 接在一起。用紧定螺钉或销来实现轴向固定。该联轴器结构简单、 接在一起。用紧定螺钉或销来实现轴向固定。该联轴器结构简单、制造容 使用方便、径向尺寸小，用于载荷较平稳且传递扭矩不大、 易，使用方便、径向尺寸小，用于载荷较平稳且传递扭矩不大、两轴能严 格对中的场合，其缺点是装拆不方便，需轴向移动，但不能缓冲减振。 格对中的场合，其缺点是装拆不方便，需轴向移动，但不能缓冲减振。
图15-5 夹壳联轴器
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15.1.3
可移式刚性联轴器
刚性可移式联轴器不存在弹性元件， 刚性可移式联轴器不存在弹性元件，利用联轴器工作零件间的间隙来 补偿位移，不能缓冲振动，常用的有万向联轴器、十字滑块联轴器、 补偿位移，不能缓冲振动，常用的有万向联轴器、十字滑块联轴器、滑 块联轴器、齿式联轴器、滚子联轴器。 块联轴器、齿式联轴器、滚子联轴器。
α<45°
α<45°
图15-10 双十字万向联轴器
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上述各种联轴器具有共同特点： 上述各种联轴器具有共同特点： 1)由于联轴器中都是刚性零件，因此它和 由于联轴器中都是刚性零件， 由于联轴器中都是刚性零件 刚性联轴器一样缺乏缓冲和吸振能力； 刚性联轴器一样缺乏缓冲和吸振能力； 2)联轴器中作相对滑动的零件会造成冲击； 联轴器中作相对滑动的零件会造成冲击； 联轴器中作相对滑动的零件会造成冲击 3)滑动零件的摩擦阻力是随着载荷的增加 滑动零件的摩擦阻力是随着载荷的增加 而增大的， 而增大的，当阻力大到使零件移动发生困难 也会使联轴器和轴受到附加的载荷等等。 时，也会使联轴器和轴受到附加的载荷等等。
图15-7 滑块联轴器
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3.齿轮联轴器 齿轮联轴器
齿轮联轴器由两个具有外齿的半联器和用螺栓连接起来的具有内齿的外壳 组成。如图15-8所示，两个半联轴器用键分别与主动轴和从动轴相连，两个 所示， 组成。如图 所示 两个半联轴器用键分别与主动轴和从动轴相连， 外壳的内齿套在半联器的外齿上，外齿做成球形齿顶的腰鼓齿，而且内外、 外壳的内齿套在半联器的外齿上，外齿做成球形齿顶的腰鼓齿，而且内外、 齿间具有较大的齿侧间隙，因此这种联轴器允许两轴发生较大的综合位移。 齿间具有较大的齿侧间隙，因此这种联轴器允许两轴发生较大的综合位移。 工作时为减少齿面间的摩擦、磨损以及降低作用在轴和轴承上的附加载荷， 工作时为减少齿面间的摩擦、磨损以及降低作用在轴和轴承上的附加载荷， 在外壳内储存润滑油，两端用唇形密封圈密封。 在外壳内储存润滑油，两端用唇形密封圈密封。
图15-3 套筒联轴器
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2.凸缘联轴器 凸缘联轴器
如图15-4所示，凸缘联轴器由两个半联轴器和螺栓组成，半联轴 所示，凸缘联轴器由两个半联轴器和螺栓组成， 如图 所示 器通过键与轴相联，螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。 器通过键与轴相联，螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。按对中 方法不同， 常见的凸缘联轴器有两种结构型式： 方法不同， 常见的凸缘联轴器有两种结构型式： 普通凸缘联轴 器 型联轴器）（如图15-4b）和有对中榫的凸缘联轴器（即I 型联 ）（如图 （即II 型联轴器）（如图 ）和有对中榫的凸缘联轴器（ 轴器），（如图15-4a）， 型联轴器，由具有凸肩的半联轴器和具有 ），（如图 ），I 轴器），（如图 ）， 型联轴器， 凹槽的半联轴器相嵌合而对中，用普通螺栓联接， 凹槽的半联轴器相嵌合而对中，用普通螺栓联接，靠接合面间的摩擦 力来传递转矩； 型联轴器用铰制孔和受剪螺栓对中。 力来传递转矩；II 型联轴器用铰制孔和受剪螺栓对中。用铰制孔螺栓 联接，靠螺栓杆承受挤压与剪切传递转矩；当要求两轴分离时， 联接，靠螺栓杆承受挤压与剪切传递转矩；当要求两轴分离时，II 型 型方便，只需卸下螺栓即可，不用移动轴， 型比 型比II 比I 型方便，只需卸下螺栓即可，不用移动轴，但I型比 型制造简单 价格低， 型能传递较大的扭矩。 ，价格低，II 型能传递较大的扭矩。
图15-2 轴线的相对位移
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15.1.2
固定式刚性联轴器
联轴器部件中不存在挠性元件，不具有补偿两轴的相对位移的能力， 联轴器部件中不存在挠性元件，不具有补偿两轴的相对位移的能力，用 在两轴能严格对中的场合在工作中不发生相对位移的场合下， 在两轴能严格对中的场合在工作中不发生相对位移的场合下，其常用类型 有套筒联轴器、凸缘联轴器和夹壳联轴器。 有套筒联轴器、凸缘联轴器和夹壳联轴器。
3.夹壳联轴器 夹壳联轴器
如图15-5所示，将套筒做成剖分夹壳结构，通过拧紧螺栓产生的预紧力 所示，将套筒做成剖分夹壳结构， 如图 所示 使两夹壳与轴联接，并依靠键或夹壳与轴表面之间的摩擦力来传递扭矩。 使两夹壳与轴联接，并依靠键或夹壳与轴表面之间的摩擦力来传递扭矩。夹壳 联轴器无需沿轴向移动即可方便装拆，但不能联接直径不同的两轴， 联轴器无需沿轴向移动即可方便装拆，但不能联接直径不同的两轴，外形复杂 且不易平衡，高速旋转时会产生离心力。所以用于工作平稳的低速传动。 且不易平衡，高速旋转时会产生离心力。所以用于工作平稳的低速传动。
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第15章 联轴器和离合器 章 15.1 联 轴 器 15.2 离 合 器
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15.1 联 轴 器
15.1.1 联轴器的组成和分类
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联轴器是机器中常用部件， 联轴器是机器中常用部件，主要用来将 两轴联接在一起，使它们一起旋转， 两轴联接在一起，使它们一起旋转，并传 递扭矩，也可用作安全装置。 递扭矩，也可用作安全装置。用联轴器联 接的两轴只有在机器停车后， 接的两轴只有在机器停车后，才能进行拆 卸从而使两轴分离， 卸从而使两轴分离，如用联轴器联接的水 泵轴与电机轴。 泵轴与电机轴。 从使用功能看， 从使用功能看，联轴器部件应包含用 来联接轴的零件和连接件组成， 来联接轴的零件和连接件组成，一般由两 个半联轴器及连接件组成， 个半联轴器及连接件组成，半联轴器与主 从动轴通常采用键联接。如图15-1，半联 从动轴通常采用键联接。如图 ， 轴器1、 分别装在轴 分别装在轴5、 轴器 、2分别装在轴 、轴6上，并通过键 上 7、8和各自的轴相连接，螺栓 、螺母 用 和各自的轴相连接， 、 和各自的轴相连接 螺栓3、螺母4用 来联接两个半联器， 来联接两个半联器，从而使主动轴上的运 动或动力传递到从动轴上。 动或动力传递到从动轴上。
图15-9 双排滚子链联轴器
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5.万向联轴器 万向联轴器
如图15-10所示，万向联轴器是一类两轴间具有较大角位移的联轴器， 所示，万向联轴器是一类两轴间具有较大角位移的联轴器， 如图 所示 由两个叉型零件和十字形销轴组成，当主动轴以等角速度ω 回转时， 由两个叉型零件和十字形销轴组成，当主动轴以等角速度 １回转时，从动 轴的角速度ω 在一定的范围内（ 轴的角速度 2在一定的范围内（ω1cosα≤ω2≤ω1/cosα）作周期性地变化 ） 引起附加载荷，传动不平稳， ，引起附加载荷，传动不平稳，为消除这一缺陷常将十字万向联轴器成对 使用，组成双十字万向联轴器（如图15-10所示），安装时要求：①主动 所示），安装时要求： 使用，组成双十字万向联轴器（如图 所示），安装时要求 从动、中间三轴共面； 主动轴、 、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； 中间轴两端的叉面应在同一平面内。 夹角应相等；③中间轴两端的叉面应在同一平面内。故使用转速不宜太高 该种联轴器广泛用于汽车、机床等机械中。 ，该种联轴器广泛用于汽车、机床等机械中。
图15-1 联轴器结构
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联轴器的两轴线理论上应该是同轴的，但由于制造、安装、 联轴器的两轴线理论上应该是同轴的，但由于制造、安装、工作时 零件的变形以及温度变化的影响等原因， 零件的变形以及温度变化的影响等原因，被联轴器联接的两轴不一定 能精确对中，会出现两轴之间产生一定程度的相对位移，如图15-2所 能精确对中，会出现两轴之间产生一定程度的相对位移，如图 所 两轴间相对位移的存在会产生附加载荷，从而影响机械的使用， 示，两轴间相对位移的存在会产生附加载荷，从而影响机械的使用， 在联轴器的设计、制造以及使用中必须考虑两轴间相对位移。 在联轴器的设计、制造以及使用中必须考虑两轴间相对位移。 联轴器类型很多， 联轴器类型很多，按照被联接 两轴的相对位置和位置的变动情 况，联轴器可分为固定式联轴器 和可移式联轴器两大类， 和可移式联轴器两大类，固定式 联轴器用在两轴能严格对中的场 合在工作中不发生相对位移的地 方，可移式联轴器用在两轴有偏 斜或工作中有相对位移的场合。 斜或工作中有相对位移的场合。 按照补偿相对位移方法的不同可 移式联轴器又可分为刚性可移式 联轴器、弹性可移式联轴器（ 联轴器、弹性可移式联轴器（简 称弹性联轴器）。 称弹性联轴器）。