联轴器和离合器

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一页,下一页,本章目录,教学要求,基本内容,重点难点,问题思考,联轴器和离合器,联轴器和离合器是机械传动中常用的部件，并且大多已标准化，主要用于轴与轴之间的联接，用以传递运动和转矩。通过本部分的学习，使学生了解几种常用联轴器的结构、特点、使用场合和选用方法，为其后续的课程设计作好铺垫,本章目录,1,、概 述,2,、联 轴 器,3,、联 轴 器 的 选 择,4,、牙 嵌 离 合 器,5,、圆盘摩擦式离合器,6,、定 向 离 合 器,上一页,下一页,教学要求,1,、熟悉常用离合器的类型、工作原理及结构特点；,2,、掌握联轴器离的主要类型、结构特点、工作原理及选择计算方法；,3,、掌握联轴品器联接的两轴间位置补偿的原理；,4,、掌握联轴器和离合器在功能上的同异。,1,概 述,主要用于轴与轴之间的联接,以传递运动和转矩。,用联轴器联接的两轴,只有在机械停止工作后,经过拆卸，才能使两轴分离,联轴器和离合器的功用,联轴器和离合器现大多已标准化,设计时一般可参考手册选用,必要时需对其中某些零件进行验算。,1,概 述,用离合器联接的两轴，,在机械工作过程中就能,方便地使其分离或接合。,2,联轴器,由于制造、安装等原因，,常使两轴产生相对位移,a),轴向位移,b),径向位移,c),角向位移,d),综合位移,要求联轴器在结构上应具有补偿一定范围偏移量的能力。,固定式刚性联轴器,a),用凸肩和凹槽对中,b),用配合螺栓对中,1,凸缘联轴器,固定式刚性联轴器,a),用凸肩和凹槽对中,工作时，靠两个,半联轴器接合面间的,摩擦力来传递转矩。,1,）凸缘联轴器工作特点,a,）用凸肩与凹槽对中,对中精度高，但装拆时需作轴向移动。,工作时靠螺栓杆的剪切和螺栓杆与孔壁的挤压,来传递转矩。这种方式传递转矩的能力较高。,b),用配合螺栓对中,固定式刚性联轴器,装拆时轴不需要作轴向移动，但螺栓孔需配铰。,结构简单，工作可靠，刚性好，使用和维护方便，可传递大的转矩，但它对两轴的对中性要求较高。,固定式刚性联轴器,2,）凸缘联轴器特点及应用：,主要用于两轴对中精度良好，载荷平 稳，转速不高的传动场合。,应用：,适应于低速、轻载无冲击，安装精度高的场合。在机床中应用广泛。,固定式刚性联轴器,传递较小的转矩,可传递较大的转矩，但必须用紧定螺钉作轴向固定；,2,、套筒联轴器工作特点,特点：,结构简单紧凑，易于制造，但装拆不方便，两轴对中性要求较高。,a),键联接,b),销联接,工作特点,可移式刚性联轴器是利用,联轴器中元件间的相对滑动,来补偿两轴间的相对偏移。,此类联轴器承载能力较大,但缺乏缓冲吸振的能力,不宜,用于有冲击振动的场合,.,这类,联轴器补偿两轴间的相对,偏移时,其元件间有相对滑动,为减轻磨擦和磨损,提高传动,效率，其工作表面的硬度要,求较高且要有良好的润滑。,可移式刚性联轴器,工作时,十字滑块随两轴转动,同时滑块上的两榫可在两半联轴器的凹槽中滑动，以补偿两轴的径向位移。其允许有较大的径向位移及不大的角位移和轴向位移。,可移式刚性联轴器,结构简单,制造方便,可适应两轴间的综合偏移等优点。但由于十字滑块作偏心转动,工作时会产生较大的离心力,故适用于低速、无冲击的场合。需定期进行润滑。,1,滑块联轴器（十字滑块联轴器）,工作特点及应用,为补偿两轴的综合位移，常将外齿轮的外圆制成球面，齿侧制成鼓形齿且齿侧间隙较大则允许两轴发生综合位移,可移式刚性联轴器,工作时靠齿的啮合传递扭矩并要保证轮齿间可靠的润滑及密封,2,齿轮联轴器工作特点,与十字滑块联轴器相比，齿轮联轴器的转速较高，且因为是多齿同时啮合，故齿轮联轴器工作可靠，承载能力大，但制造成本高。一般多用于起动频繁，经常正反转的重型机械中。,可移式刚性联轴器,齿轮联轴器特点及应用,3,双万向联轴器,万向联轴器是由两个叉形零件和一个十字轴所组成。万向联轴器允许两轴间有较大的角位移，其夹角,可达,40,45,。,主要缺点,：主动轴作等角速转动时，其从动轴作变角速转动。其变化范围为,1,cos,2,1,/cos,。则在传动时将引起附加动载荷。为克服这一缺点，可采用,双万向联轴器。,可移式刚性联轴器,1,2,时，双万向联轴器须满足的条件：,主动轴、从动轴与中间轴之间的夹角相同，即：,1,2,中间轴两端叉面必须位于同一平面内。,可移式刚性联轴器,双万向联轴器,十字轴万向联轴器结构紧凑，维护方便，在汽车、多头钻床等机器中得到广泛应用。,特点及应用：,联轴器因装有弹性元件，不但可以靠弹性元件的变形来补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲、吸振的能力。,弹性联轴器广泛应用于经常正反转、起动频繁的场合。,弹性元件的材料有,金属,和,非金属,两种,。,弹性联轴器,非金属弹性元件,常用橡胶、尼龙、工作塑料等制成，重量轻，且缓冲吸振性能较好，但强度较低，易老化，性能受环境条件影响较大，使用范围受到一定的限制。,金属弹性元件,强度高，尺寸小，寿命长，但成本高；,1,弹性套柱销联轴器,结构特点及应用,弹性套柱销联轴器其结构与凸缘联轴器相似，只是用带有弹性套的柱销代替了联接螺栓。弹性套的材料采用橡胶。,弹性套柱销联轴器结构简单，装拆方便，成本较低，常用来联接载荷较平稳，需正反转或频繁起动，传递中小转矩的高、中速轴。,弹性联轴器,优点：,与弹性套柱销联轴器,相比，其传递转矩的能力大，结构更为简单，制造容易，更换方便；而且柱销的耐磨性好。,2,弹性柱销联轴器结构特点及应用,弹性联轴器,弹性元件为尼龙材料的柱销，柱销的形状能增大角度位移的补偿能力,应用：,用于速度适中、有正反转或起动频繁、对缓冲要求不高的场合。,优点：,结构简单、工作可靠、具有良好的综合位移补偿能力和缓冲吸振的能力。,缺点：,径向尺寸较大；当转矩较大时，会因过大的扭转变形而产生附加的轴向载荷。,3,轮胎式联轴器结构特点及应用,弹性联轴器,弹性元件是由橡胶或橡胶织物制成的轮胎环,应用：,适应于启动频繁、有冲击振动以及潮湿、多尘、相对位移较大的场合。,3,联轴器的选择,标准联轴器的选择,类型选择,尺寸型号的选择,选择原则：,其使用要求和类型特性一致,1,联轴器类型的选择,对低速，刚性较好的轴,选固定式联轴器；,对高速，刚性较差的轴,可移动刚性联轴器；,选用万向联轴器；,对轴线相交的两轴,选用齿轮联轴器。,对大功率重载传动,选用弹性联轴器；,对高速、且有冲击或振动的轴,计算转矩,T,C,：,T,C,K,A,T,式中,T,名义转矩,，,单位为,Nmm,；,K,A,工作状况系数,2,联轴器型号的选择,选择型号时应满足,计算转矩不超过联轴器最大许用转矩,轴径应符合联轴器的孔径范围,转速不超过联轴器的许用转速,3,联轴器的选择,工作情况系数,K,A,工 作 机,原 动 机,工 作 情 况,实 例,电动机汽轮机,四缸上内 燃 机,双缸内燃机,单缸内燃机,转矩变化很小,发电机、小型通风机、小型离心泵,1.3,1.5,1.8,2.2,转矩变化小,透平压缩机、木工机床、运输机,1.5,1.7,2.0,2.4,转矩变化中等,搅拌机、增压泵、往复式压缩机、冲床,1.7,1.9,2.2,2.6,转矩变化中等,有冲击,拖拉机、织布机、水泥搅拌机,1.9,2.1,2.4,2.8,转矩变化大,有强烈冲击,造纸机、挖掘机、超重机、碎石机,2.3,2.5,2.8,3.2,转矩变化大,有强烈冲击,压延机、轧 钢 机,3.1,3.3,3.6,4.0,4,牙嵌离合器,牙嵌离合器工作特点,由两个半离合器组成,.,工作时,利用操纵杆移动滑环,4,使半离合器,2,作轴向移动,.,从而实现离合器的接合或分离,.,牙嵌离合器是依靠牙的相互嵌合来传递转矩的,.,为便于两轴对中,在主动轴端的半联轴器上固定一个对中环,5,从动轴端则可在对中环内自由移动,.,常用的牙型：,三角形、梯形和锯齿形三种,.,三角形牙,用于传递中小转 矩的低速离合器,梯形牙,自动补偿磨损,后的间隙,从而减少,冲击，应用广泛,锯齿形牙,强度最高,承载能力,最大,但仅能单向工作,4,牙嵌离合器,梯形、锯齿形牙,强度较高,都能传递较大的转矩,必要时应验算牙面上的压强,P,及牙根弯曲应力,b,4,牙嵌离合器,牙嵌离合器传递转矩的能力 主要取决于,牙的耐磨性和强度。,式中,z,半离合器上牙的数目；,W,牙的弯曲截面系数；,许用压强，在静止时接合，,p=90,120,，,MP,a,；在运转时接合，,p=50,70,，,MP,a,。,p,b,许用弯曲应力，在静止时接合，,b,=,s,1.5,，,Mp,a,;,在运转时接合，,b,s,5,，,MP,a,。,4,牙嵌,离合器,D,0,牙的平均直径，单位,mm,A,每个牙的接触面积，即,A,.h,，单位,mm,2,；,其中 为牙的宽度，,h,为牙的高度，单位,mm,；,压强,p,及,b,的验算,牙嵌离合器特点：,4,牙嵌,离合器,缺点,接合时有冲击，只能在静止或低速时接合。,结构简单、尺寸紧凑、,能传递较大的转矩；,优点,圆盘摩擦式离合器：,单片式和多片式两种。,5,圆盘摩擦式离合器,工作时，轴向力使两半离合器相互压紧，靠接合面间产生的摩擦力来传递转矩。,1.,单片式摩擦离合器,单片式摩擦离合器结构简单，但传递的转矩较小，多用于转矩在,2000N.m,以下的轻型机械。,2.,多片式摩擦离合器,由外摩擦片面、内摩擦片 和外鼓轮、套筒组成。外鼓轮中装有一组外摩擦片，可与主动轴一起回转,;,套筒上装有另一组摩擦片，可带动从动轴一起回转。当滑环向左移动时，杠杆经压板将内、外摩擦片压紧，离合器进入接合状态，靠摩擦片产生的摩擦力使主从动轴一起回转，传递转矩。若滑环不向右移动时，则使两组摩擦片放松，离合器即分离。,5,圆盘摩擦式离合器,多片式摩擦离合器的特点,其缺点主要是：,（,1,）结构复杂，成本高；,（,2,）接合、分离时摩擦片产生相对滑动，引起发热及磨损。,5,圆盘摩擦式离合器,径向尺寸小而承载能力大，联接平稳，适用载荷范围大，应用较广。,优点,片数多，结构复杂，离合动作缓慢，并且发热、磨损较严重。,缺点,（,1,）两轴能在任何转速下接合或分离,；,（,2,）接合过程平稳，冲击振动小；,（,3,）从动轴的加速过程和所传递的最大转矩是可调节的,（,4,）过载时会发生打滑，可避免其它零件的损坏,3,、与牙嵌式离合器比较，摩擦离合器的优点是：,工作原理,由星轮、套筒、滚柱及弹簧顶杆等组成。,当星轮主动并作顺时针转动时，套筒随星轮一起回转，离合器处于接合状态。,而当星轮反向回转时，离合器处于分离状态。所以，此离合器只能单向传递转矩，称为定向离合器。,6,定向离合器,三、定向离合器,特点及应用,滚柱式定向离合器具有定向及超越作用、尺寸小、工作时无噪声、可实现高速中接合。常用于车辆、机床等机械中。,6,定向离合器,定向离合器,又可做,超越离合器,。,重点与难点,1,、联轴器离的主要类型、结构特点、工作原理及选择计算方法；,2,、,刚性联轴器和弹性联轴器有何区别,；,3,、联轴器和离合器在功能上的同异；,4,、选择联轴器类型时应注意的问题；,5,、对离合器的基本要求。,问题思考,1,、联轴器和离合器的作用有何不同？,2,、如何选择联轴器？,3,、刚性联轴器和弹性联轴器有何区别？它们各适应于什么场合？,4,、试比较牙嵌离合器和摩擦离合器的特点和应用？,5,、什么叫定向离合器？试为定向离合器的使用举一实例。,