联轴器和离合器
第十四章联轴器和离合器
作用：主要用于连接轴与轴（或连接轴与其他回转零件），以传递运动与扭矩；做安全装置
应用场合：
1、联轴器连接两轴，机器运转时两轴连接在一起，停车时连接断开后两轴才能分开
2、离合器连接两轴，机器运转中可以随时接合或分离两轴，用于变速及换向
3、安全离合连轴器连接两轴或回转件，当转矩超过规定值，这种联轴器就会打滑或者断开，用于保护零件不致因过载而损坏
4、安全离合连轴器连接两轴或回转件，当转速达到规定值，联轴器自动接合或分离，用于控制轴的转速，不起保护作用，是以转速为判定基准的用法
选型的影响方面：转矩的大小；转速高低；扭转刚度变化；体积大小；缓冲吸震能力；
分类：
一、按照对各种相对为位移有无补偿能力：
A>刚性联轴器
套筒式、夹壳式、凸缘式
特点：构造简单，成本低，可传递较大扭矩，适用于转速低，无冲击，轴的刚性大，对中性较好
B>挠性联轴器
1、无弹性元件的轴联器无弹性元件而不能减振
十字滑块联轴器、
特点：1、要注油进行润滑；2、工件转速不得超过规定值；3、刚性较大；4、无剧烈冲击滑块联轴器、
特点：1、中间盘用不带凸牙的滑块代替；2、用石墨或者二硫化钼自行润滑；3、适用于小功率，高转速；4、无剧烈冲击载荷
十字轴万向联轴器、
特点：1、可以保证两轴有较大的夹角；2、要使两轴转速相同，必须使两轴与中间轴的夹角相同；3、两端叉形接头应该在同一个平面内
齿轮联轴器？？？
滚子链联轴器
2、有弹性元件的轴联器
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
膜片联轴器
选型：
1、选择类型
2、计算公称转矩
3、计算最大转矩
4、型号选择
5、校核许用情况第十五章轴。
联轴器与离合器
作用：主要用作轴与轴之间 的联 接， 以传递运动和转矩。
特点：停机时才能联接或分离。
概述
离合器
作用：在机器工作中可随时使 两轴结合或分离。
特点：随时控制启动和停车， 控制变速和换档， 过载安全保护。
联轴器与离合器： 相同点：
联接两轴、传递运动和转矩
不同点：
联轴器——联接的两轴只有停车后经 拆卸才能分离
特点：结构简单、成本低、传递转矩大，应用最广。 但对两轴对中性的要求很高,对轴的位移不能补偿。
凸缘联轴器所联接两轴同轴度的保证方法有两种： 一种是台阶孔对中，靠预紧普通螺栓在凸缘接触表面产生的摩擦力传递力矩； 如图a所示； 另一种用铰制孔螺栓对中，靠螺杆承受挤压与剪切传递力矩。如图b所示。
普通螺栓联接
离合器是机器在运转过程中主、从动部分 在同一条直线上传递动力或运动时，具有结合 或分离功能的装置。
功用：它可以实现汽车的起动、停车、变 速器的平顺换档；传动系的过载保护；防止从 动件的逆转；控制传递转矩的大小以及满足结 合时间等要求。
组成：离合器一般由主动部分、从动部分 、接合部分、操纵部分等组成。
1、2 半离合器 3 导向平键 4 操纵滑环 5 对中环
离合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等
三角形齿：接合容易、强度低，用于小载荷。
梯形齿：强度高、可补偿间隙，用于较大载荷。
锯齿形齿：单向工作、强度最高。
矩形齿：强度低，磨损后无法补偿，难于接合，只能 用于静止状
态下手动离合的场合。
离合器的牙齿数一般取3~60
可移式刚性联轴器:
可以通过两半联轴器间的相对运动 来补偿被联接两轴的相对位移。
常用类型有:十字滑块联轴器、齿轮联轴 器和万向联轴器
第十四章 联轴器和离合器
联轴器
c) 梅花形弹性联轴器 聚氨酯橡 胶、尼龙
梅花形弹性联轴器是由两个带凸爪形状相同的半联轴器和梅花 瓣形弹性元件组成。具有补偿两轴相对偏移、减振、缓冲的作用。 瓣形弹性元件组成。具有补偿两轴相对偏移、减振、缓冲的作用。 具有径向尺寸小、结构简单、不用润滑、承载能力较高、 具有径向尺寸小、结构简单、不用润滑、承载能力较高、维护方 便等特点。适用于起动频繁，正反转变化，中速、 便等特点。适用于起动频繁，正反转变化，中速、中小功率传动 轴系和要求工作可靠性高的工作部位， 轴系和要求工作可靠性高的工作部位，不适用于重载及轴向尺寸 受到限制，更换弹性元件后两轴线对中困难的部位。 受到限制，更换弹性元件后两轴线对中困难的部位。
联轴器
三、联轴器的选择 1、选择联轴器类型 、 a) 扭矩大小、载荷性质 扭矩大小、 大功率、重载 大功率、 冲击、振动 冲击、 b) 转速大小 c) 位移大小和方向 齿式联轴器 轮胎式联轴器 转速大 位移大 膜片联轴器 滑块联轴器 挠式联轴器 万向联轴器
2、按轴的直径 d、计算转矩 Tc 和转速 n 选定具体的型号； 、 选定具体的型号； 、
联轴器
由于两个叉形接头都可以分别绕十字头的轴线1-1、 由于两个叉形接头都可以分别绕十字头的轴线 、 2-2转动，因此联轴器可在较大的偏斜角下工作。 转动， 转动 因此联轴器可在较大的偏斜角下工作。
联轴器
d)齿式联轴器 齿式联轴器
齿式联轴器主要是由齿数相同的内齿圈和带有外齿的半联 轴器等主要零件组成。齿式联轴器径向尺寸小， 轴器等主要零件组成。齿式联轴器径向尺寸小，承载能力 较大．常应用于低速重裁的重型机械和高温工况的机械， 较大．常应用于低速重裁的重型机械和高温工况的机械， 高精度加工并经动平衡后可用于高速传动的联接。 高精度加工并经动平衡后可用于高速传动的联接。
机械基础第四节 联轴器与离合器
2、弹性柱销联轴器
弹性柱销联轴器结构特点：
结构：用弹性柱销将两 个半联轴器连接起来， 为防柱销脱落，两侧装 有挡板；
特点：结构简单，制造 安装方便，承载大，吸 振好，寿命长；
弹性柱销联轴器结构特点：
适用：使用于轴向窜动 较大，正反转或启动频 繁，转速较高的场合； 由于尼龙柱销对温度较 敏感，工作温度限制在 -20℃—70℃的范围内。
机械基础第四节 联 轴器与离合器
一、概述
联轴器和离合器是用来联接两轴（或轴与转 动件），并传递运动和转矩的部件。
两者的区别是：用联轴器联接的两轴只有在 机器停车后，通过拆卸才能彼此分离；而用离合 器联接的两轴则可在机器转动过程中随时使两轴 分离和接合。
二、联轴器
1、联轴器的功用
联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩； 具有吸收振动和缓和冲击的能力； 可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的 载荷，起到过载保护的作用； 用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后 才能使两轴分离。
组成：
两个带凸缘的半联轴 器和一组螺栓；
对中方式：
1、通过铰制孔用螺 栓与孔的紧配合对中， 当尺寸相同时后者传 递的转矩较大，且装 拆时轴不必作轴向移 动。
凸缘联轴器结构特点：
对中方式： 2、通过分别具有凸 槽和凹槽的两个半联 轴器的相互嵌合来对 中，半联轴器采用普 通螺栓联接；
凸缘联轴器
靠预紧普通螺栓在凸缘边接触 用铰制孔螺栓对中，靠螺杆 表面产生的摩擦力传递力矩 承受挤压与剪切传递力矩。
3、联轴器的分类：
套筒联轴器 固定式刚性
凸缘联轴器
刚性联轴器
十字滑块联轴器
第十五章联轴器和离合器
图15－11
为能补偿两轴的相对位移，将外齿环的轮 齿做成鼓形齿，齿顶做成中心线在轴线上的球 面（图b所示），齿顶和齿侧留有较大的间隙。
图15－11
齿式联轴器允许两轴有较大的综合位移。 当两轴有位移时，联轴器齿面间因相对滑动 产生磨损。为减少磨损，联轴器内注有润滑 剂。联轴器上的螺塞、密封圈封住注油孔和 防止润滑剂外泄的作用。 齿式联轴器同时啮合的齿数多，承载能 力大，外廓尺寸较紧凑，可靠性高，但结构 复杂，制造成本高，通常在高速重载的重型 机械中使用。
凸缘式联轴器结构简单、价格低廉，使 用方便，能传递较大的转距，但要求被联接 的两轴必须安装准确，亚哥对中。它适用于 工作平稳、刚性好和速度较低的场合。凸缘 联轴器的尺寸可以按照标准GB5843-86选用。
二、刚性可移式联轴器
1、十字滑块联轴器
图15－5
十字滑块 联轴器是由两 个端面带槽的 套筒1、3和两 侧面各具有凸 块的浮动盘组 成，如图所示。
B
A
B
B
图15－8
可以作出 而 = ，于是根据式 角速度矢量图如图 (c)所示。由图可得：
A
cos
图15－8
当两轴转过处于如图 (b)所示位置时,这时 主动轴Ⅰ的叉面与图纸平面垂直,而从动轴Ⅱ 的叉面与图纸平面平行.设主动轴的角速度仍 为 ,而从动轴Ⅱ的角速度为 ' ,则:
由于联轴器和离合器的种类繁多， 本章进对少数典型结构及其有关知识作 些介绍，以便为选用和自行创新设计提 供必要的基础。
§联轴器的种类和特性
联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、 承载后的变形以及温度变化的影响等等，往往不 能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对 位移，如图所示。这就要求所设计的联轴器， 要 从结构上采取 各种措施，使 之具有适应一 定范围的相对 位移的性能。
《联轴器和离合器》课件
智能化：通过传感 器和智能算法实现 自动调节和故障诊 断
轻量化：采用新型 材料和结构设计， 降低重量，提高效 率
环保化：采用环保 材料和节能设计， 降低能耗和排放
集成化：将多个功 能集成到一个部件 中，提高系统集成 度和可靠性
联轴器和离合器的发展趋势和展望
智能化：联轴器和 离合器将更加智能 化，实现自动控制 和调节
联轴器和离合器的比较
功能：联轴器用于连接两个轴，传递扭矩；离合器用于控制动力的传递和切断
结构：联轴器通常由两个半联轴器组成，通过螺栓或键连接；离合器通常由压盘、摩擦 片、弹簧等组成
工作原理：联轴器通过弹性元件或刚性元件传递扭矩；离合器通过摩擦片与压盘的摩擦 力传递扭矩
应用：联轴器广泛应用于各种机械设备中；离合器广泛应用于汽车、摩托车等交通工具 中
常见类型：十字滑块联轴器、凸缘 联轴器、套筒联轴器等
弹性联轴器
工作原理：利 用弹性元件的 弹性变形来传
递扭矩
优点：结构简 单，制造方便， 成本低，易于
维护
缺点：传递扭 矩有限，不能 承受冲击载荷
应用领域：广 泛应用于各种 机械设备中， 如减速器、泵、
风机等
挠性联轴器
挠性联轴器是一种可以补偿两轴相对位移的联轴器 挠性联轴器通常由弹性元件、连接件和保护装置组成 挠性联轴器的优点包括：可以补偿两轴的相对位移、可以吸收振动和冲击、可以降低噪声和振动 挠性联轴器的缺点包括：需要定期维护和更换弹性元件、可能会产生较大的扭矩损失和磨损
定期更换离合器油 ，保持离合器油的 清洁和润滑效果
离合器的常见故障及排除方法
离合器打滑：检查离合器片磨损情况，必要时更换 离合器异响：检查离合器片是否磨损过度，必要时更换 离合器分离不彻底：检查离合器踏板自由行程是否过大，必要时调整 离合器抖动：检查离合器压盘是否磨损过度，必要时更换 离合器发热：检查离合器片是否过热，必要时更换 离合器漏油：检查离合器油封是否损坏，必要时更换
联轴器与离合器的区别
联轴器和离合器的根本区别是什么？联轴器用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
离合器作用是主动件与从动件之间处于分离状态时，主动件转动，从动件静止；主动件与从动件之间处于接合状态，主动件带动从动件转动。
联轴器的工作状态是固定的，而离合器的工作是可接合可分离。
1 .联轴器和离合器主要用于将两轴连接成一体，用以传递转矩或运动。
离合器能够在工作时接合和分离，联轴器则不能。
2 .联轴器和离合器的使用要求是应该能够调节两轴之间的偏移，能够吸收冲击和振动，传递的转矩要大。
3. 联轴器有套筒联轴器、凸缘联轴器（刚性固定）；齿轮联轴器（刚性可移式）：弹性圈柱销联轴器、尼龙柱销联轴器（弹性可移式）。
刚性元件不能吸收冲击、振动，弹性元件能够吸收冲击和振动；可移和固定是指补偿偏移的能力。
4.常用离合器有牙嵌式和摩擦式两种。
牙嵌式离合器传递转矩大并能严格保证两轴一起回转，尺寸紧凑，但离合困难。
摩擦式离合器接合平稳、方便，并起安全保护作用，但不能保证两轴转速相同。
5.选用时，应首先决定所选联轴器或离合器类型，然后根据所传递的计算转矩在相的标准中选取型号。
齿轮联轴器中齿轮的材料，主要有：铸铁，锻钢、铸钢、塑料等。
1.铸铁：常用的牌号为：HT20-40、HT30-54或QT60-2。
铸铁的强度和冲击韧性较低，常用于大齿圈或轻载、无冲击、齿数较多的齿轮列如、列如：滚齿机的范成、进给和差动交换齿轮中的一些大齿轮。
2. 锻钢优质中碳或低碳钢，优质中碳或低碳合金是制造齿轮最常用的材料，中碳或低下碳合金常用的牌号为：45、45Cr、40M Nb、40MnVB 、38CrMoA1A 等。
其中38CrMoA1A 是氮化钢，氮化处理后表面硬度可相当于HRC-65—70。
其他各种牌号通常进行高频加热表面蘸火，起硬度为：HRC48-53，40Cr也可氮化处理，表面硬度相当于HRC54-57，受较大冲击载荷的齿轮可用低碳钢和低碳合金制造，常用牌号：20、20Cr、20CrMoTi、20Mn2B 等。
联轴器和离合器
双十字轴万向联轴器的安装
• 为保证从动轴与主动轴的角速度同步，安装时应满 足：1)主、从动轴和中间轴三轴线在同一平面内；2)中 间轴两端的叉形必须位于同一平向内；3)主动轴与中 间轴的夹角等于中间轴与从动轴的夹角。
3、十字滑块联轴器
十字滑块联轴器是由两个端面开有凹槽的半联轴器1和3及一个 两面带有凸肩的滑块圆盘2所组成。两个半联袖器分别与主、从动 轴相联，从而实现两轴的联接。 应用：十字滑块联轴器适用于两轴有较大的径向偏移、
2、尼龙（弹性）柱销联轴器
弹性柱销联轴器的结构类似于弹性圆柱销联轴器，只 是用尼龙柱销代替弹性套柱销作为中间联接件。 弹件柱销联轴器的特点及应用情况与弹性圆柱销联轴 器相似。而且结构更为简单，安装和维护方便，使用寿 命长、传递转矩的能力较大。 应用：弹性 柱销联轴器 适用于有较 大轴向位移、 起动频繁， 经常正反转 的高、低速 传动。
(2)离心离合器
这种离合器是依靠离心力工作的，当转速达到某一 定值时，离合器便自动地接合起来。
(3)超越离合器
• 这种 离合器能 自动接换 快速和慢 速运动。
1—星轮 2—外环 3——当要求主、从动轴同步转动且传递转 矩较大时，可选用嵌入式离合器，但应在停 机或低速下进行接合； 当要求在高速下平稳接合，而主、从动 轴同步性要求低时，选用摩擦式离合器； 当要求在特定条件下(如一定转矩、转 速及转向)能自动接合或分离时，应选用自 动离合器。
四、联轴器的选择
联轴器的种类很多，其中大部分都已经标准化设 计时，一般是先根据工作要求选择合适的类型，然 后按照轴的直径、传递的转矩和转速等参数，查有 关标准确定所选联铀器的型号和结构尺寸。 选择联轴器类型时，应综合考虑机器的工作情况、 速度的大小以及对补偿位移的要求等因素。当载荷 平稳、被联接购轴能严格对中、工作中无相对位移 时，可选用刚性联轴器。若两轴工作时有相对比 移．则应根据不同的受载情况和不同的位移情况选 择相应的挠性联轴器，载荷平稳时可选用无弹件元 件挠性联轴器，载荷有冲击振功时可选用有弹性元 件挠性联袖器。
联轴器与离合器的应用场合
联轴器与离合器的应用场合联轴器和离合器？这俩东西听起来有点像机械领域里的“夫妻档”，一个负责把两件事连接起来，另一个则擅长做“断舍离”。
虽然它们的名字听着差不多，但其实各有各的“拿手绝活”。
要是你在工厂、机器设备旁待过，估计早就对这俩东西有所耳闻了。
不过，不管你是不是机械小白，今天咱们就来聊聊它们的应用场合。
你要是还没搞明白它们的差别，那就跟着我一起来捋一捋。
先来说说联轴器吧。
联轴器嘛，说白了就是个“接力棒”。
它的工作就是把两根转动轴连接在一起，传递动力。
这就好比你和你的朋友一起推车，车的两个轮子通过轴连接，但如果两个轮子没法同步转动，车子就推不动了。
这个时候，你就需要一个联轴器把两个轮子的轴连接起来，让它们能“心有灵犀一点通”。
说简单点，联轴器就是在设备之间架起了一座“友谊的桥梁”，让动力能够顺畅地从一个地方传到另一个地方。
联轴器的应用场合可不少，什么电动机、风机、压缩机、齿轮箱，甚至铁路机车上都有它的身影。
你能想象一个没有联轴器的机器运作起来会多糟糕吗？那就像是两个人共同做饭，但一个人在煮饭，一个人在炒菜，最后两锅菜没办法统一时间做好，岂不是“捉襟见肘”？而联轴器恰恰就是解决这类问题的“默契搭档”，让机器的运行流畅得让你都不敢信。
但要说到离合器，哎呀，这个就更有意思了。
离合器的作用可就不只是“接力”那么简单了，它要做的更复杂，它可是一个能让机器在需要的时候停下来，在合适的时候启动的“刹车王”。
你试想一下，开车的时候，如果踩下离合器，发动机就跟变魔术一样，瞬间断开动力连接，给你停下来或者换挡的机会，简直神奇得不行。
而当你松开离合器，它又能“立马”恢复动力传递。
你看，这么牛的东西，要是在机器里没了它，想象一下，工作中的那些机床、柴油机、发电机、甚至火车上的发动机，没法随时停顿，那得多麻烦啊！离合器不仅能够调节工作状态，还能在高负荷工作时保护机械设备，避免突然负载过大造成损坏。
这就像你自己累了，需要休息一下，离合器就给机器提供了这个“喘息的机会”。
联轴器和离合器(新版)
动画
齿式联轴器
齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒3和两个带有外齿的内套筒1所组 成。两个内套筒1分别用键与两轴联接，两个外套简3用螺栓5联成一体，依靠内 外齿相啮合以传递转矩。由于外齿的齿顶制成椭球面，且保证与内齿啮合后具有 适当的顶隙和侧隙，故在传动时，套筒1可有轴向和径向位移以及角位移。又为 了减少磨损，可由油孔4注入润滑油,并在套筒1和3之间装有密封圈6,以防止润滑 油泄漏。 这类联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高； 但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛应用。
齿式联轴器
承载能力大，重载高速。
单圆盘式摩擦离合器
传递转矩较大的重型机械选用齿式联轴器
由两个半离合器1、2组 成，通过其接触面间的摩擦 力来传递转矩。1固装在主动 轴上，2利用导向平键(或花 键)安装在从动轴上，通过操 纵杆和滑环3可以在从动轴上 滑移。
传递不大的转据。轻型机械
特点
• 若两轴线不重合，即使主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期性的变速转动。 双万向联轴器可避免这一缺点，对于联接相交或平行二轴的双万向联轴器， 欲使主、从动轴的角速度相等，必须满足两个条件：1）主动轴与中间轴的夹 角和从动轴与中间轴的夹角必须相等；2）中间件两端的叉形接头必须位于同 一平面内。其主、从动轴的角速度才相等(图10-5c、图10-5d)，否则从动轴 仍作周期性的变速转动(图10-5e)。能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，效 率高，可用于相交轴间的联接，或有较大角位移的场合。
四、联合器和离合器的选用
• 1、类型选择
–先根据机器的工作要求选择合适的类型，再按被联 接两轴的直径，计算转矩和转速选择具体型号。
• 2、选择型号
–计算名义转矩
联轴器和离合器
15.2 联轴器
机械分社
（1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器 十字滑块联轴器是由两个端面有凹槽的 半联轴器l、3及一个两面带垂直凸榫的中间 圆盘2组成。 中间圆盘上的凸榫与半联轴器上的凹槽 相嵌合而构成动连接，从而来补偿两轴线间 的径向位移和角位移。 特点：结构简单，径向尺寸小，但高速时中间圆盘 的偏心将产生较大的离心力而加剧磨损，故一般用于工 作平稳、有较大位移和低速（转速n小于250r/min）大 转矩的情况。 为了减少滑动面间的摩擦和磨损，凹槽和凸块的工 作面要淬硬，并且在凹槽和凸块的工作面间注入润滑油。
15.2 联轴器
机械分社
（1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器 ④滚子链联轴器 利用一公共滚子链（单排或双排）同时与两个轮齿数相 同的并列链轮相啮合以实现两半联轴器的连接。 为了改善润 滑条件并防止污 染，一般都将联 轴器密封在罩壳 内。 结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易并 具有一定的位移补偿和缓冲能力，且在恶劣环境下（如高温、 潮湿、多尘、油污等）也能工作，成本低。 但若离心力过大会加速各元件间的磨损和发热，不宜用 于高速、频繁启动或立轴传动以及强烈冲击的场合。
15.2 联轴器
机械分社
（1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器 ③齿式联轴器 齿式联轴器由两个具有外齿的半联轴器1和用螺栓联接起来 的具有内齿的壳2组成。 壳内贮有润滑油，联轴器旋转时将油甩向四周，润滑啮合轮 齿，减小啮合轮齿间的摩擦和相对移动阻力，降低作用在轴和轴 承上的附加载荷。 齿式联轴器工作时，依靠内外轮齿啮合来传递转矩。
15.2 联轴器
机械分社
Hale Waihona Puke （1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器 方形滑块联轴器与十字滑块联轴器相似， 不同之处在于中间十字滑块为两边不带凸牙的 方形滑块，利用中间滑块在其两侧半联轴器端 面的相应径向槽内滑动，以实现两半联轴器连 接。 具有一定补偿两轴相对偏移量、减震和缓冲性能，且中间滑 块用夹布胶木或尼龙制成，重量较轻，可用于转矩较小、转速较 低、径向位移较大的两轴连接。 该联轴器噪声大，效率低，磨损快，一般尽量不选用。 ②万向联轴器 万向联轴器由两个叉形零件1、 3，十字形元件2和销轴4、5等组成。 两销轴互相垂直并分别把两个叉形 零件与十字形元件连接起来构成万 向铰链。