轴.联轴器.离合器)课件

第十章第十章 轴、联轴器、离合器轴、联轴器、离合器精密机械设计 第十章 轴、联1第第10章章 轴、联轴器、离合器轴、联轴器、离合器10-1 概概 述述10-2 轴轴 10-3 联轴器联轴器 带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。10-4 离合器离合器第10章 轴、联轴器、离合器10-1 概 2潘存云教授研制带式运带式运输机输机减速器减速器电动机电动机转轴转轴10-1 概概 述述 功用：功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。链轮、凸轮等。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按承受载荷分有：分类：分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类潘存云教授研制带式运输机减速器电动机转轴10-1 3轴4潘存云教授研制功用：功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。链轮、凸轮等。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按承受载荷分有：分类：分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩只传递扭矩发动机发动机后桥后桥传动轴传动轴一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类10-1 概概 述述 潘存云教授研制功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、类5轴6潘存云教授研制潘存云教授研制功用：功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。链轮、凸轮等。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有：按承受载荷分有：分类：分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩只传递扭矩心轴心轴-只承受弯矩只承受弯矩前轮轮毂前轮轮毂固定心轴固定心轴火车轮轴火车轮轴车厢重力车厢重力 前叉前叉自行车自行车前轮轴前轮轴支撑反力支撑反力转动心轴转动心轴一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类10-1 概概 述述 潘存云教授研制潘存云教授研制功用：用来支撑旋转的机械零件，如7功用：功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。链轮、凸轮等。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有：按承受载荷分有：分类：分类：传动轴传动轴-只传递扭矩只传递扭矩心轴心轴-只承受弯矩只承受弯矩直轴直轴一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类10-1 概概 述述 光轴光轴 阶梯轴阶梯轴 按轴的形状分有：按轴的形状分有：一般情况下，直轴做成实心轴，需要减重时做成空心轴潘存云教授研制功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、类型转轴-传8功用：功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。链轮、凸轮等。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有：按承受载荷分有：分类：分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩只传递扭矩心轴心轴-只承受弯矩只承受弯矩直轴直轴一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类10-1 概概 述述 光轴光轴 阶梯轴阶梯轴 曲轴曲轴潘存云教授研制潘存云教授研制功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、类型转轴-传9本章只研究直轴功用：功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。链轮、凸轮等。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有：按承受载荷分有：分类：分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩只传递扭矩心轴心轴-只承受弯矩只承受弯矩直轴直轴一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类10-1 概概 述述 光轴光轴 阶梯轴阶梯轴 曲轴曲轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴潘存云教授研制本章只研究直轴功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、类11作用：作用：主要用于主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋将两根轴联接在一起，使它们一起旋 转，并传递扭矩，转，并传递扭矩，也可用作安全装置也可用作安全装置。联轴器联轴器-用于将两轴联接在一起，机器运转时两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；轴不能分离，只有在机器停车时才可将两轴分离；离合器离合器-在机器运转过程中，可使两轴随时接合在机器运转过程中，可使两轴随时接合 或分离的一种装置。或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动的断它可用来操纵机器传动的断 续，以便进行变速或换向；续，以便进行变速或换向；安全联轴器与离合器安全联轴器与离合器-机器工作时，若转矩超过机器工作时，若转矩超过 规定值，即可自行断开或打滑，规定值，即可自行断开或打滑，以保证机器中的以保证机器中的 主要零件不因过载而损坏；主要零件不因过载而损坏；特殊功用的联轴器与离合器特殊功用的联轴器与离合器-用于某些特殊要用于某些特殊要 求处，如：在一定的回转方向或达到一定转速求处，如：在一定的回转方向或达到一定转速 时，时，联轴器或离合器即可自动接合或分离等；联轴器或离合器即可自动接合或分离等；二二 联轴器和离合器概述联轴器和离合器概述作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋 联轴器-13联轴器和离合器种类繁多，在选用标准件或自行设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：计时应考虑如下因素：传递转矩大小传递转矩大小;转速高低转速高低;扭转刚度变化扭转刚度变化;体积大小体积大小;缓冲吸振能力缓冲吸振能力。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14设计任务：设计任务：选材、结构设计、工作能力计算。选材、结构设计、工作能力计算。10-2、轴、轴轴的结构设计：轴的结构设计：根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。工作能力计算：工作能力计算：轴的承载能力验算指轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。稳定性等方面的验算。轴的设计过程：轴的设计过程：N 选择材料选择材料 结构设计结构设计 轴的承载能力验算轴的承载能力验算验算合格验算合格?结结 束束Y设计任务：选材、结构设计、工作能力计算。10-2、轴轴的结15种种类类碳素钢：碳素钢：3535、4545、5050、Q235Q235、Q275Q275轴的毛坯轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。一、一、轴的材料及其选择轴的材料及其选择 合金钢合金钢:20Cr20Cr(渗碳淬火回火渗碳淬火回火)、40Cr 40Cr 40CrNi 38CrMoAlA40CrNi 38CrMoAlA(调制调制)等等用途：用途：碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其是是4545钢钢应用最广应用最广。合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多。合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有用于有特殊要求的轴。特殊要求的轴。如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。为了改善力学性能正火或调质处理。正火或调质处理。表表10-1 10-1 轴的常用材料及其主要力学性能轴的常用材料及其主要力学性能 材料及热处理材料及热处理毛坯直径毛坯直径mm硬度硬度HBSHBS强度极限强度极限b b 屈服极限屈服极限s s MPaMPa弯曲疲劳极限弯曲疲劳极限-1-1应用说明应用说明Q235Q235440440240240200200用于不重要或载荷不大的轴35 35 正火正火520520270270250250有较好的塑性和适当的强度，可用于一般曲轴、转轴。100100149149187187 仪表轴仪表轴受力小耐磨性高的轴受力小耐磨性高的轴 T8A,T10A防磁防磁 黄铜黄铜,青铜青铜防腐防腐 2Cr13,4Cr13种类碳素钢：35、45、50、Q235、Q275轴的毛坯:一16表表10-1 10-1 轴的常用材料及其主要力学性能轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号材料牌号 热处理热处理 毛坯直径毛坯直径 硬度硬度 mm HBS mm HBS抗拉强抗拉强度极限度极限b b屈服强屈服强度极限度极限s s弯曲疲弯曲疲劳极限劳极限-1-1剪切疲剪切疲劳极限劳极限-1-1许用弯许用弯曲应力曲应力-1-1 备备 注注应用最为广泛应用最为广泛用于不太重要及受用于不太重要及受载荷不大的轴载荷不大的轴用于载荷较大，而无用于载荷较大，而无大的冲击的重要轴大的冲击的重要轴用于很重要的轴用于很重要的轴用于重要轴，性能用于重要轴，性能近于近于40CrNi40CrNi用于要求高耐磨性，用于要求高耐磨性，高强度且热处理变高强度且热处理变形很小的轴形很小的轴用于要求强度及韧用于要求强度及韧性均较高的轴性均较高的轴用于腐蚀条件下的轴用于腐蚀条件下的轴用于高、低温及腐用于高、低温及腐蚀条件下的轴蚀条件下的轴用于制造复杂外形用于制造复杂外形的轴的轴 100 400420 225 100250 375390 215 170 105 40 100 170217 590 295 255 140 100300 162217 570 285 245 135 100300 685 490 335 185 241286 100300 240270 785 570 370 210 100300 217269 685 540 345 195 100160 241277 785 590 375 220 60100 277302 835 685 410 270 200 217255 640 355 275 155 100 735 540 355 200 100 270300 900 735 430 260 100 229286 735 590 365 210 60 293321 930 785 440 280 淬火淬火 60 5662 640 390 305 160 5560707570756075 100 241 835 635 395 230 100 530 190 115 100200 490 180 110 190270 600 370 215 185 245335 800 480 290 250 45195 192渗碳渗碳 渗碳渗碳回火回火 HRC调质调质调质调质调质调质调质调质调质调质正火正火热轧或锻热轧或锻后空冷后空冷Q235A4540Cr40CrNi38SiMnMo38CrMoAlAMPa20Cr3Cr13 1Cr18NiTi QT600-3 QT800-2调质调质淬火淬火表10-1 轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号 热17潘存云教授研制设计任务：设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。二二、轴的结构设计轴的结构设计设计要求：设计要求：1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装)2.轴和轴上零件要有准确的工作位置轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位)3.各零件要牢固而可靠地相对固定；各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定)4.改善应力状况，减小应力集中改善应力状况，减小应力集中。轴端挡圈轴端挡圈 带轮带轮 轴承盖轴承盖套筒套筒齿轮齿轮滚动轴承滚动轴承典型典型轴系轴系结构结构潘存云教授研制设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。二18潘存云教授研制(一一)拟定轴上零件的装配方案拟定轴上零件的装配方案 装配方案：装配方案：确定轴上零件的装配方向、顺序、和相互确定轴上零件的装配方向、顺序、和相互 关系。关系。潘存云教授研制潘存云教授研制(一)拟定轴上零件的装配方案 装配方案：确定轴19潘存云教授研制潘存云教授研制 轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。相同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。图示减速器输出轴就有两种装配方案。图示减速器输出轴就有两种装配方案。sa B c L a圆锥圆柱齿轮圆锥圆柱齿轮二级减速器二级减速器潘存云教授研制潘存云教授研制 轴上零件的装配方案不同，则20 方案二需要一个用于轴向定位的长套筒，多了方案二需要一个用于轴向定位的长套筒，多了一个零件，加工工艺复杂，且质量较大，故不如方案一个零件，加工工艺复杂，且质量较大，故不如方案一合理一合理 。方案一方案一方案二方案二 方案二需要一个用于轴向定位的长套筒，多了一个零件21潘存云教授研制(二二)轴上零件的定位轴上零件的定位 4、5间的轴肩使齿轮在轴上定位，1、2间的轴肩使带轮定位，6、7间的轴肩使右端滚动轴承定位。轴肩轴肩-阶梯轴上截面变化之处。阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。轴肩套筒套筒定位方法：定位方法：轴肩、套筒、圆螺母、挡圈、轴承端盖。轴肩、套筒、圆螺母、挡圈、轴承端盖。潘存云教授研制(二)轴上零件的定位 4、5间的轴肩使齿轮在22潘存云教授研制轴向固定轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。齿轮受轴向力时，向右是通过4、5间的轴肩，并由6、7间的轴肩顶在滚动轴承的内圈上；向左则通过套筒顶在滚动轴承的内圈上。带轮的轴向固定是靠1、2间的轴肩和轴端当圈。双向固定双向固定潘存云教授研制轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。齿23潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制无法采用套筒或套筒太长时，可采用无法采用套筒或套筒太长时，可采用双圆螺母双圆螺母加以固定。加以固定。轴肩的尺寸要求轴肩的尺寸要求:r C1 或或 r Rb1.4a(与滚动轴承相配合处的与滚动轴承相配合处的a和和b值值,见轴承标准见轴承标准)DdrR轴端挡圈轴端挡圈双圆螺母双圆螺母C1ra(0.07d+3)(0.1d+5)mm装在轴端上的零件往往采用装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈圆锥面轴端挡圈圆锥面定位。定位。hhC1DdrDdrRb轴肩高度a潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存24潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制轴向力较小时，轴向力较小时，可采可采弹性挡圈弹性挡圈或紧定螺钉来实现。或紧定螺钉来实现。周向固定周向固定大多采用键、花键、大多采用键、花键、过盈配合或型面联接等形式过盈配合或型面联接等形式来实现。来实现。为了加工方便，键槽应设计成同一加工直线上，且紧可能采用同一规格的键槽截面尺寸。键槽应设计成键槽应设计成同一加工直线同一加工直线潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存25三三、轴的强度计算轴的强度计算 (一一)按许用切应力计算轴径按许用切应力计算轴径 轴的强度设计应根据轴的承载情况，采用相应的计算方法，常用方法有两种。对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为：对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为：设计公式为：设计公式为：计算结果为：计算结果为：最小直径！最小直径！解释各符号的意义及单位考虑键槽对轴有削弱，可按以下方式修正轴径：考虑键槽对轴有削弱，可按以下方式修正轴径：轴径轴径d100mm d 增大增大5%7%d 增大增大10%15%轴径轴径d100mm d 增大增大3%d 增大增大7%有一个键槽有一个键槽 有两个键槽有两个键槽 抗扭截面系数三、轴的强度计算 (一)按许用切应力计算轴径 轴35注注:当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只作单向旋转只作单向旋转,T取较大值，取较大值，C取较小值取较小值;否则否则T取较小取较小值，值，C取较大值。取较大值。轴的材料轴的材料 Q235-A3,20 Q275,35 45 40Cr,35SiMn 1Cr18Ni9Ti 38SiMnMo,3Cr13 T(N/mm)1525 2035 2545 3555C 149126 135112 126103 11297表表10-2 常用材料的常用材料的T值和值和C值值 注:当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较平36潘存云教授研制L1L2L3ABCD减速器中齿轮轴的受力为典型的弯扭合成。在完成单级减速器草图设计后，外载荷与支撑反力的位置即可确定，从而可进行受力分析。(二二)按弯扭合成强度计算按弯扭合成强度计算 1)轴的弯矩和扭矩分析轴的弯矩和扭矩分析 一般转轴强度用这一般转轴强度用这种方法计算，其步种方法计算，其步骤如下：骤如下：潘存云教授研制L1L2L3ABCD减速器中齿轮轴的受力为典型37潘存云教授研制ABCDFNH2FNH2FrFaFtFNV1FNV2FNV1FNH2FNH2FNV2FNV1Fr画水平面受力及弯矩图画水平面受力及弯矩图 画铅垂面受力及弯矩图画铅垂面受力及弯矩图 画水平铅垂弯矩合成图画水平铅垂弯矩合成图 扭矩图扭矩图 TFNV1FaMa=Fa r(二二)按弯扭合成强度计算按弯扭合成强度计算 1)轴的弯矩和扭矩分析轴的弯矩和扭矩分析 一般转轴强度用这一般转轴强度用这种方法计算，其步种方法计算，其步骤如下：骤如下：L1L2L3M=M=M1M 2M1M2T潘存云教授研制ABCDFNH2FNH2FrFaFtFNV138 对于一般钢制轴，可用第三强度理论（最大切应力理论）求出危险截面的当量应力。弯曲应力：弯曲应力：W-抗弯截面系数抗弯截面系数轴的强度校核轴的强度校核 求当量弯矩求当量弯矩转矩校正系数对于不变的转矩对于不变的转矩 对于脉动循环的转矩对于脉动循环的转矩对于对称循环的转矩（正反转）对于对称循环的转矩（正反转）设计公式设计公式：对于一般钢制轴，可用第三强度理论（最大切应力理论）求39注：近似计算时，单、双键槽一般可忽略，花键轴截面可视为直注：近似计算时，单、双键槽一般可忽略，花键轴截面可视为直径等于平均直径的圆截面。径等于平均直径的圆截面。轴的抗弯和抗扭截面系数轴的抗弯和抗扭截面系数截面截面 W WT 截面截面 W WT bd1d1dbtDdbtddd注：近似计算时，单、双键槽一般可忽略，花键轴截面可视为直径等40潘存云教授研制材材 料料 B +1b 0b -1b 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 500 120 70 40 400 100 5 0 30表表10-3 轴的许用弯曲应力轴的许用弯曲应力 碳素钢碳素钢合金钢合金钢铸钢铸钢折合系数取值：折合系数取值：=0.3 -转矩不变；转矩不变；0.6 -脉动变化；脉动变化；1 -频繁正反转。频繁正反转。静应力状态下的静应力状态下的许用弯曲应力许用弯曲应力设计公式：设计公式：潘存云教授研制材 料 B 42潘存云教授研制折合系数取值：折合系数取值：=0.3 -转矩不变；转矩不变；0.6 -脉动变化；脉动变化；1 -频繁正反转。频繁正反转。设计公式：设计公式：材材 料料 b +1b 0b -1b 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 500 120 70 40 400 100 5 0 30表表10-3 轴的许用弯曲应力轴的许用弯曲应力 碳素钢碳素钢合金钢合金钢铸钢铸钢脉动循环状态下的脉动循环状态下的许用弯曲应力许用弯曲应力潘存云教授研制折合系数取值：=0.3 -转矩43潘存云教授研制折合系数取值：折合系数取值：=0.3 -转矩不变；转矩不变；0.6 -脉动变化；脉动变化；1 -频繁正反转。频繁正反转。设计公式：设计公式：材材 料料 b +1b 0b -1b 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 500 120 70 40 400 100 5 0 30表表10-3 轴的许用弯曲应力轴的许用弯曲应力 碳素钢碳素钢合金钢合金钢铸钢铸钢对称循环状态下的对称循环状态下的许用弯曲应力许用弯曲应力潘存云教授研制折合系数取值：=0.3 -转矩44潘存云教授研制潘存云教授研制lFFF”12弯矩弯矩 弯曲变形弯曲变形扭矩扭矩 扭转变形扭转变形若刚度不够导致轴的变形过大，就会影响其正常工作。变形量的描述：变形量的描述：挠度挠度 y、转角、转角、扭角、扭角 设计要求：设计要求：y y 1）弯曲变形计算）弯曲变形计算方法有：方法有：1.按微分方程求解按微分方程求解2.变形能法变形能法适用于等直径轴。适用于等直径轴。适用于阶梯轴。适用于阶梯轴。复习材料力学相关内容。y(三三)轴的刚度校核计算轴的刚度校核计算 TTl潘存云教授研制潘存云教授研制lFFF”12弯矩 弯48潘存云教授研制表表10-4 轴的许用变形量轴的许用变形量变形种类变形种类许用值许用值适用场合适用场合变形种类变形种类许用值许用值适用场合适用场合(0.00030.0005)l一般用途的轴一般用途的轴0.0002l刚度要求较高刚度要求较高感应电机轴感应电机轴(0.010.05)mn安装齿轮的轴安装齿轮的轴0.01(0.020.05)m安装蜗轮的轴安装蜗轮的轴滚动轴承滚动轴承0.05向心球轴承向心球轴承调心球轴承调心球轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承0.0010.002齿轮处轴截面齿轮处轴截面0.51一般传动一般传动0.20.5较精密传动较精密传动重要传动重要传动挠度挠度mm转角转角rad每米长每米长的扭角的扭角()/ml 支支撑间的跨矩撑间的跨矩 0.25 0.0016 电机定子与转子电机定子与转子 间的间隙间的间隙 mn 齿轮的模数齿轮的模数 m 蜗轮的模数蜗轮的模数 0.0010.050.0025潘存云教授研制表10-4 轴的许用变形量变形种类许用492）扭转变形计算）扭转变形计算等直径轴的扭转角：等直径轴的扭转角：阶梯轴的扭转角：阶梯轴的扭转角：其中：其中：T-转矩；转矩；Ip-轴截面的极惯性矩轴截面的极惯性矩 L-轴受转矩作用的长度；轴受转矩作用的长度；d-轴径；轴径；G-材料的切变模量；材料的切变模量；2）扭转变形计算等直径轴的扭转角：阶梯轴的扭转角：其中：T-50潘存云教授研制对2点取矩例：例：计算某减速器输出轴危险计算某减速器输出轴危险截面的直径。已知作用在齿轮截面的直径。已知作用在齿轮上的圆周力上的圆周力Ft=17400N,径向力径向力 Fr=6140N,轴向力轴向力Fa=2860N，齿轮分度圆直径齿轮分度圆直径d2=146 mm,作用在轴右端带轮上外力作用在轴右端带轮上外力F=4500N（方向未定）（方向未定）,L=193 mm,K=206 mmL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v解：解：1)求垂直面的支反力和轴向力求垂直面的支反力和轴向力=Fad2四四 轴的设计实例轴的设计实例aad12潘存云教授研制对2点取矩例：计算某减速器输出轴危险截面的直径51潘存云教授研制L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadMavMavF1=F2=MaHF1FF2F2)求水平面的支反力求水平面的支反力3)求求F力在支点产生的反力力在支点产生的反力4)绘制垂直面的弯矩图绘制垂直面的弯矩图5)绘制水平面的弯矩图绘制水平面的弯矩图FtF潘存云教授研制L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF252潘存云教授研制MaMavMavF1=F2=MaHF1FF2FM2F6)求求F力产生的弯矩图力产生的弯矩图7)绘制合成弯矩图绘制合成弯矩图考虑F可能与H、V内合力共面a-a 截面截面F力产生的弯矩为：力产生的弯矩为：MaFMaL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadFtF潘存云教授研制MaMavMavF1=F2=MaHF1FF253潘存云教授研制潘存云教授研制MaMavMavF1=F2=M2=F1FF2FM2F8)求轴传递的转矩求轴传递的转矩9)求危险截面的当量弯矩求危险截面的当量弯矩MaFM2MaT扭切应力为脉动循环变应力，扭切应力为脉动循环变应力，取折合系数取折合系数:=0.6 L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadFtF潘存云教授研制潘存云教授研制MaMavMavF1=F2=M54求考虑到键槽对轴的削弱，将求考虑到键槽对轴的削弱，将d值增大值增大4%，故得：，故得：10)计算危险截面处轴的直径计算危险截面处轴的直径 选选45钢，调质，钢，调质，b=650 MPa,-1b=60 MPa 符合直径系列。符合直径系列。求考虑到键槽对轴的削弱，将d值增大4%，故得：10)计算危险55按弯扭合成强度计算轴径的一般步骤：按弯扭合成强度计算轴径的一般步骤：1.将外载荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撑反将外载荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撑反力力F和水平面支撑反力和水平面支撑反力F;2.作垂直弯矩作垂直弯矩M图和弯矩图和弯矩M=图图;3.作合成弯矩作合成弯矩M图；图；4.作转矩作转矩T图；图；5.弯扭合成，作当量弯矩弯扭合成，作当量弯矩M图；图；6.计算危险截面轴径计算危险截面轴径:1.若危险截面上有键槽，则应加大若危险截面上有键槽，则应加大4%2.若计算结果大于结构设计初步估计的轴径，则强度若计算结果大于结构设计初步估计的轴径，则强度不够，应修改设计；不够，应修改设计；3.若计算结果小于结构设计初步估计的轴径，且相若计算结果小于结构设计初步估计的轴径，且相 不大，一般以结构设计的轴径为准。不大，一般以结构设计的轴径为准。对于一般刚轴，按上述方法设计即可。对于重要的轴，还必须用安全系数法作精确校核计算。说明：说明：按弯扭合成强度计算轴径的一般步骤：1.将外载荷分解到水平面564 4、轴的振动及振动稳定性的概念、轴的振动及振动稳定性的概念 轴是一弹性体，旋转时，会产生弯曲振动、扭转振轴是一弹性体，旋转时，会产生弯曲振动、扭转振动及纵向振动。动及纵向振动。一般通用机械中的轴很少发生共振。若发生共一般通用机械中的轴很少发生共振。若发生共振，多为弯曲共振。振，多为弯曲共振。一阶临界转速一阶临界转速:当轴的振动频率与轴的自振频率相同时，就会产生当轴的振动频率与轴的自振频率相同时，就会产生共振。共振。共振时轴的转速称为临界转速。共振时轴的转速称为临界转速。临界转速可以有很多个，其中一阶临界转速下振临界转速可以有很多个，其中一阶临界转速下振动最为激烈，最为危险，动最为激烈，最为危险，4、轴的振动及振动稳定性的概念 轴是一弹性体，旋转时，会57 刚性轴：工作转速低于一阶临界转速的轴；刚性轴：工作转速低于一阶临界转速的轴；挠性轴：工作转速超过一阶临界转速的轴；挠性轴：工作转速超过一阶临界转速的轴；一般情况下，应使轴的工作转速一般情况下，应使轴的工作转速n0.85nc1，或或1.5 nc1n0.85 nc2。满足上述条件的轴就是具有了弯曲振动满足上述条件的轴就是具有了弯曲振动的稳定性。的稳定性。刚性轴：工作转速低于一阶临界转速的轴；一般情况下58一、联轴器所联两轴的相对位移一、联轴器所联两轴的相对位移两轴线的相对位移两轴线的相对位移:轴向、径向、角度、综合。轴向、径向、角度、综合。由于制造、安装或工作时零件的变形等原因，被联接的两轴不一定度能精确对中，因此会出现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移，或其组合。y y x xy y轴向轴向x x径向径向角度角度综合综合制造误差制造误差安装误差安装误差受力变形受力变形被联接的两轴不能精确对中被联接的两轴不能精确对中10-3 10-3 联轴器联轴器一、联轴器所联两轴的相对位移两轴线的相对位移:轴向、径59二、二、联轴器与离合器的联轴器与离合器的分类分类 无弹性元无弹性元件联轴器件联轴器刚性联轴器刚性联轴器联联轴轴器器套筒联轴器套筒联轴器凸缘凸缘联轴器联轴器夹壳夹壳联轴器联轴器齿式联轴器齿式联轴器十字滑块联轴器十字滑块联轴器挠性联轴器挠性联轴器有弹性元有弹性元件联轴器件联轴器滑块联轴器滑块联轴器万向联轴器万向联轴器滚子链联轴器滚子链联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器梅花形弹性联轴器梅花形弹性联轴器轮胎联轴器轮胎联轴器膜片联轴器膜片联轴器星形弹性联轴器星形弹性联轴器下面将对各种联轴器作详细介绍注注:用在载荷平稳,转速稳定,轴能严格对中,工作中无相对位移的地方,注注:用于两轴有相对位移的地方注注:适合同轴度不易保证,速度载荷变化的的地方二、联轴器与离合器的分类 无弹性元件联轴器刚性联轴器联轴器60（一）（一）刚性刚性联轴器联轴器 结构：结构：用两分装在轴端的半联轴器用两分装在轴端的半联轴器 和连接它们的螺栓所组成和连接它们的螺栓所组成型式：型式：凸肩和凹槽对中凸肩和凹槽对中 每个螺栓的预紧力每个螺栓的预紧力:受剪螺栓对中受剪螺栓对中 每个螺栓受的剪力每个螺栓受的剪力:特点：特点：对中精度可靠、传递扭矩对中精度可靠、传递扭矩 大，但不能缓冲减振大，但不能缓冲减振 。同。同 轴度要求高轴度要求高.中载中载,v35m/s,v35m/s,材料为铸铁材料为铸铁 重载重载,v75m/s,材料为铸钢材料为铸钢应用：应用：用于载荷较平稳的用于载荷较平稳的 两轴联接两轴联接 。1 1、凸缘凸缘联轴器联轴器 K载荷系数见表10-5螺栓中心直径（一）刚性联轴器 结构：用两分装在轴端的半联轴器型式：凸61潘存云教授研制潘存云教授研制（一）（一）刚性刚性联轴器联轴器 结构：结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定 螺钉来实现轴向固定。螺钉来实现轴向固定。套筒套筒联轴器联轴器型式：型式：半圆键半圆键普通平键普通平键特点：特点：结构简单、使用方便、结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不传递扭矩较大，但不 能缓冲减振能缓冲减振 。应用：应用：用于载荷较平稳的用于载荷较平稳的 两轴联接两轴联接 。2 2、套筒套筒联轴器联轴器 潘存云教授研制潘存云教授研制（一）刚性联轴器 结构：用一62（二）挠性联轴器（二）挠性联轴器1.无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器 联轴器具有挠性，可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，联轴器具有挠性，可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。故不能缓冲减振。十字滑块联轴器滑块联轴器万向联轴器齿式联轴器滚子链联轴器（二）挠性联轴器1.无弹性元件挠性联轴器 联轴器具有挠64潘存云教授研制1 1、齿式联轴器、齿式联轴器结构：结构：两个外齿环的半联轴器和两个内齿齿环的外壳两个外齿环的半联轴器和两个内齿齿环的外壳组成。组成。工作工作原理：原理：当两轴存当两轴存在不对中在不对中和偏斜时，和偏斜时，由于啮合由于啮合齿间存在齿间存在较大较大 的齿的齿侧间隙和侧间隙和将齿顶做将齿顶做成球面成球面.潘存云教授研制1、齿式联轴器结构：两个外齿环的半联轴器和两个65潘存云教授研制优点：优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。传递扭矩大、能补偿综合位移。缺点：缺点：结构笨重、造价高。结构笨重、造价高。应用：应用：用于重型传动。用于重型传动。潘存云教授研制优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。缺点：结构笨66潘存云教授研制潘存云教授研制2 2、十字滑块联轴器十字滑块联轴器结构：结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具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。中，构成移动副。工作原理工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时，当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。滑块将在凹槽内滑动。优缺点：优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心结构简单、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。力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。适用范围：适用范围：3030,y y0.04d0.04d，v300 r/minv300 r/min y y潘存云教授研制潘存云教授研制2、十字滑块联轴器结构：两个端面67潘存云教授研制3 3、滑块联轴器、滑块联轴器优点：优点：结构简单、尺寸紧凑。结构简单、尺寸紧凑。应用：应用：适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。结构：结构：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，只是沟槽很宽，中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。工作特点：工作特点：由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许较高的极限转速。较高的极限转速。潘存云教授研制3、滑块联轴器优点：结构简单、尺寸紧凑。应用：68潘存云教授研制潘存云教授研制 5.小型万向联轴器小型万向联轴器 结构如图所示，通结构如图所示，通常采用合金钢制造。常采用合金钢制造。AA潘存云教授研制A-AAAAA潘存云教授研制潘存云教授研制 5.小型万向联轴器AA潘存云教73潘存云教授研制6 6、滚子联轴器滚子联轴器结构：结构：利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同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链轴器的联接。的并列链轮啮合来实现两半链轴器的联接。特点：特点：结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉。修容易、成本低廉。优点：优点：结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉，有一定的补偿性能和缓冲性能。成本低廉，有一定的补偿性能和缓冲性能。缺点：缺点：因链条的套筒与链轮之间存在间隙，不适于逆向传动和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。同时受离心力的影响不适于高速传动。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。潘存云教授研制6、滚子联轴器结构：利用一条公用的双排链条同时74.有弹性元件挠性联轴器：因联轴器中装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，因联轴器中装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储蓄的能量越多，则联轴而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储蓄的能量越多，则联轴器的减振能力越强。这类联轴器的品种多，应用广泛。器的减振能力越强。这类联轴器的品种多，应用广泛。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联轴器蛇形弹簧联轴器星形弹性联轴器 .有弹性元件挠性联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器梅花形75潘存云教授研制潘存云教授研制1 1、弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器结构特点：结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器。的柱销联接两个半联轴器。预留安装空间以便与更换橡胶套预留安装空间以便与更换橡胶套 AC:预留间隙以补预留间隙以补偿轴向位移。偿轴向位移。c圆柱孔圆柱孔圆锥孔圆锥孔潘存云教授研制潘存云教授研制1、弹性套柱销联轴器结构特点：外76潘存云教授研制2、弹性柱销联轴器、弹性柱销联轴器结构：结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。中。尼龙销尼龙销挡板挡板cc销与挡板之销与挡板之间留有间隙间留有间隙结构简单、更换柱销方便。结构简单、更换柱销方便。特点：特点：上述两种联轴器的动力通过弹性上述两种联轴器的动力通过弹性元件传递，缓和冲击、吸收振动。元件传递，缓和冲击、吸收振动。应用：应用：适用于正反向变化多，启动适用于正反向变化多，启动 频繁的高速轴。频繁的高速轴。适用范围：适用范围：-12-12t t660 0，v8000 r/min v8000 r/min 能补偿较大的轴向位移，并能补偿较大的轴向位移，并允许微量的径向位移和角位允许微量的径向位移和角位移。移。两种柱销潘存云教授研制2、弹性柱销联轴器结构：用尼龙制成的柱销置于两773、梅花形弹性联轴器、梅花形弹性联轴器工作温度：工作温度：-35-35+80+80,传递扭矩：传递扭矩：T=16T=1625000 N.M25000 N.M结构：结构：半联轴器与轴的配合可以做成圆柱形或圆锥形，半联轴器与轴的配合可以做成圆柱形或圆锥形，中间的弹性元件形状似梅花，故得名。选用不中间的弹性元件形状似梅花，故得名。选用不 同硬度的矩胺酯橡胶，铸形尼龙等材料制造。同硬度的矩胺酯橡胶，铸形尼龙等材料制造。A-AAA潘存云教授研制3、梅花形弹性联轴器工作温度：-35+80,传递扭矩：78潘存云教授研制潘存云教授研制4、星形弹性联轴器星形弹性联轴器结构：结构：两个半联轴器上均制有凸牙，用橡胶等材料制两个半联轴器上均制有凸牙，用橡胶等材料制成星形弹性元件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工成星形弹性元件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工作时，星形弹性元件受压冰传递扭矩。作时，星形弹性元件受压冰传递扭矩。应用范围：应用范围：允许两轴的相对径向位移约为：允许两轴的相对径向位移约为：0.2 mm，偏角位移约为：偏角位移约为：1 30潘存云教授研制潘存云教授研制4、星形弹性联轴器结构：两个半联795.金属弹性元件挠性联轴器金属弹性元件挠性联轴器因联轴器中因联轴器中装有弹性元装有弹性元件，不仅可件，不仅可以补偿两轴以补偿两轴间的相对位间的相对位移，而且具移，而且具有缓冲减振有缓冲减振的能力的能力5.金属弹性元件挠性联轴器因联轴器中装有弹性元件，不仅可以补80作用：作用：在机器运转过程中，使两轴随时结合或分离；在机器运转过程中，使两轴随时结合或分离；用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向.10-4 10-4 离合器离合器分分类类一、离合器的分类一、离合器的分类 按其工作原理分按其工作原理分 机械离合器机械离合器电磁离合器电磁离合器液压离合器液压离合器气压离合器气压离合器 超越离合器超越离合器离心离合器离心离合器 安全离合器安全离合器嵌入式嵌入式摩擦式摩擦式按离合控制方法分按离合控制方法分操纵式操纵式自动式自动式按操纵方式分按操纵方式分作用：在机器运转过程中，使两轴随时结合或分离；10-4 离87二、对离合器的基本要求二、对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作 准确可靠；准确可靠；结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作 安全，效率高；安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；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。操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。二、对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分88潘存云教授研制1)1)牙嵌式离合器牙嵌式离合器结构：结构：由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。固定套筒固定套筒活动套筒活动套筒滑环滑环对中环对中环工作原理：工作原理：利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。三、常用离合器简介三、常用离合器简介 潘存云教授研制潘存云教授研制1)牙嵌式离合器结构：由端面带牙的固定89牙牙型型303040402 28 82 28 86060三角形三角形梯梯 形形锯齿形锯齿形-传递双向传递双向、中小转矩、牙数为中小转矩、牙数为1560-传递较大转矩、牙数为传递较大转矩、牙数为315梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。锯齿形只能单向工作锯齿形只能单向工作。反转时具有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。制造要求：制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。矩矩 形形-传递双向转矩、牙数为传递双向转矩、牙数为315,不便接合不便接合,分离分离牙型3040282860三角形梯 90特点：特点：结构简单、外廓尺寸小、能结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。能保证同步传动传递较大的转矩。能保证同步传动材料：材料：低碳合金钢：低碳合金钢：20Cr、20MnB。渗碳淬火后牙面渗碳淬火后牙面硬度：硬度：5662 HRC;中碳合金钢：中碳合金钢：40Cr、45MnB。表面淬火后牙面表面淬火后牙面硬度：硬度：4858 HRC;只能在静止或低速只能在静止或低速(0.70.8)m/s的圆周速度下接合的圆周速度下接合特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。能保证同步传91潘存云教授研制232)2)单片式圆盘单片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=Fa f Rf结构：结构：由固定圆盘由固定圆盘1、活动圆盘、活动圆盘2、滑环组成。、滑环组成。工作原理：工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠 摩擦力带动从动轴转动。摩擦力带动从动轴转动。2.2.过载时打滑，起保护作用；过载时打滑，起保护作用；3.3.结合平稳、冲击和振动小。结合平稳、冲击和振动小。优点：优点：1.1.在任何转速条件下两轴都在任何转速条件下两轴都可以进行结合；可以进行结合；Fa213Fa1Rf缺点：缺点：结合过程中不可避免出现结合过程中不可避免出现 打滑，引起磨损和发热；打滑，引起磨损和发热；潘存云教授研制232)单片式圆盘摩擦离合器摩擦扭矩:T92潘存云教授研制主动摩擦片主动摩擦片杠杆杠杆滑环滑环工作原理：工作原理：移动滑环，移动滑环，通过杠杆作用，压紧通过杠杆作用，压紧或放松磨擦片，来实或放松磨擦片，来实现两轴的结合与分离。现两轴的结合与分离。调整螺母调整螺母被动摩擦片被动摩擦片潘存云教授研制3)3)多片式圆盘多片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器结构特点：结构特点：多个摩擦片叠加在一起；多个摩擦片叠加在一起；三维动画潘存云教授研制主动摩擦片杠杆滑环工作原理：移动滑环，通过杠杆93轴94摩擦片材料：摩擦片材料：淬火钢片、压制石棉片。淬火钢片、压制石棉片。摩擦片数量摩擦片数量z z传递扭矩传递扭矩T 但但z z过大将使各层间压力不均匀，一般取过大将使各层间压力不均匀，一般取:z=1215摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=z Fa f Rfz Fa f(D1+D2)=4 KA T4 Fap=(D1+D2)表面压强表面压强:p D1D2摩擦片材料：淬火钢片、压制石棉片。摩擦片数量z传递扭矩95有润滑剂有润滑剂 无润滑剂无润滑剂 p/MPa表表10-6 常用摩擦片材料的常用摩擦片材料的 f 和和 p 摩擦片材料摩擦片材料 f 圆盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器铸铁铸铁铸铁或钢铸铁或钢 0.050.06 0.15 0.2 0.250.30淬火钢淬火钢淬火钢淬火钢 0.050.06 0.18 0.60.8青铜青铜钢或铸铁钢或铸铁 0.08 0.17 0.18 0.40.5压制石棉压制石棉钢或铸铁钢或铸铁 0.12 0.3 0.5 0.200.30对于频繁启动的离合器，可将表中对于频繁启动的离合器，可将表中p降低降低1530%。类型类型反应敏捷，但摩擦片易磨损。反应敏捷，但摩擦片易磨损。油式磨擦离合器油式磨擦离合器干式磨擦离合器干式磨擦离合器磨损轻微、寿命长、并能磨损轻微、寿命长、并能 在繁重的条件下运转。在繁重的条件下运转。有润滑剂 无润滑剂 p/M96潘存云教授研制810 4)4)圆锥式圆锥式摩擦离合器摩擦离合器结构：结构：锥台表面为摩擦接触面。锥台表面为摩擦接触面。优点：优点：由于采用了槽面摩擦原理，因此只需要很小的由于采用了槽面摩擦原理，因此只需要很小的 操纵力即能使离合器传递较大的转矩。操纵力即能使离合器传递较大的转矩。缺点：缺点：径向尺寸较大，不如多盘式紧凑。径向尺寸较大，不如多盘式紧凑。潘存云教授研制810 4)圆锥式摩擦离合器结构：锥台表97潘存云教授研制离合器的操纵方式离合器的操纵方式机械力机械力电磁力电磁力气动力气动力液压力液压力5)5)电磁电磁摩擦离合器摩擦离合器结构：结构：其结构特点与机械式多片摩擦离合器一样。其结构特点与机械式多片摩擦离合器一样。优点：优点：由于采用了电磁力进行控制，因此控制灵活，由于采用了电磁力进行控制，因此控制灵活，容易实现自动化。容易实现自动化。潘存云教授研制离合器的操纵方式机械力电磁力气动力液压力5)98四、离合器的选用四、离合器的选用嵌入式离合器的结构简单，外形尺寸较小，两轴间嵌入式离合器的结构简单，外形尺寸较小，两轴间的联接无相对运动，一般适用于低速接合，转矩不大的联接无相对运动，一般适用于低速接合，转矩不大的场合；的场合；摩擦式离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分摩擦式离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分离；接合过程平稳，冲击振动较小；可有过载保护作离；接合过程平稳，冲击振动较小；可有过载保护作用。但尺寸较大，在接合或分离过程中要产生滑动摩用。但尺寸较大，在接合或分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量大，磨损也较大。擦，故发热量大，磨损也较大。电磁摩擦离合器可实现远距离操纵，动作迅速，电磁摩擦离合器可实现远距离操纵，动作迅速，没有不平衡的轴向力，因而在数控机床等机械中获没有不平衡的轴向力，因而在数控机床等机械中获得了广泛的应用。得了广泛的应用。四、离合器的选用嵌入式离合器的结构简单，外形尺寸较小，两轴99潘存云教授研制结构：结构：由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。2)楔块式定向离合器楔块式定向离合器 优点：优点：楔块曲率半径大，装楔块曲率半径大，装入数量多，相同尺寸时传递入数量多，相同尺寸时传递的转矩更大。的转矩更大。缺点：缺点：高速运转时有较大磨高速运转时有较大磨损，寿命较短。损，寿命较短。工作原理：工作原理：内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内环接触，并力图使楔块绕自身作逆时钟方向偏摆。当环接触，并力图使楔块绕自身作逆时钟方向偏摆。当外环顺时钟方向旋转时，楔块克服弹簧力而作顺时钟外环顺时钟方向旋转时，楔块克服弹簧力而作顺时钟方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结合状态。反向时斜块松开而成分离状态。合状态。反向时斜块松开而成分离状态。潘存云教授研制结构：由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组105轴106联轴器的设计选用原则联轴器的设计选用原则拆卸方便拆卸方便便于拆卸便于拆卸尺寸较小尺寸较小质量较轻质量较轻安装位置尽量靠近轴承安装位置尽量靠近轴承第十章 轴、联轴器、离合器第三节 联轴器联轴器的设计选用原则拆卸方便便于拆卸尺寸较小质量较轻安装位置111联轴器实例联轴器实例刚性联轴器刚性联轴器套筒联轴器套筒联轴器凸缘联轴器凸缘联轴器挠性联轴器挠性联轴器十字滑块联轴器十字滑块联轴器双万向节联轴器双万向节联轴器齿轮联轴器齿轮联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器链式联轴器链式联轴器轮胎式联轴器轮胎式联轴器弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器第十章 轴、联轴器、离合器第三节 联轴器联轴器实例刚性联轴器套筒联轴器凸缘联轴器挠性联轴器十字滑块联112离合器的分类与典型介绍离合器的分类与典型介绍离合器离合器外力操纵外力操纵自动操纵自动操纵机械离合器机械离合器电磁离合器电磁离合器气压离合器气压离合器液压离合器液压离合器啮合式啮合式牙嵌牙嵌、齿式。、齿式。摩擦式摩擦式单盘单盘、多盘多盘、圆锥圆锥、弹簧。、弹簧。超越离合器