機(jī)械基礎(chǔ) 課件 第16章聯(lián)軸器

第16單元聯(lián)軸器與離合器2025案例導(dǎo)入

在機(jī)械傳動(dòng)中，常需將機(jī)器中不同機(jī)構(gòu)的軸聯(lián)接起來，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。將兩軸直接聯(lián)接起來以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的聯(lián)接稱為軸間聯(lián)接。軸間聯(lián)接通常采用聯(lián)軸器和離合器來實(shí)現(xiàn)。圖

聯(lián)軸器與離合器應(yīng)用實(shí)例1一小帶輪2—V帶3一大帶輪4—制動(dòng)器5—曲軸6-連桿7—滑塊8—凸模9—坯料10—凹模11一機(jī)架12—電動(dòng)機(jī)13—傳動(dòng)軸14—小齒輪15—大齒輪16—離合器a)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)圖b)機(jī)械壓力機(jī)【知識(shí)和能力目標(biāo)】了解聯(lián)軸器和離合器的功用。掌握聯(lián)軸器的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。掌握聯(lián)軸器的選用。了解離合器的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)】聯(lián)軸器的類型、特點(diǎn)、應(yīng)用及選用。

聯(lián)軸器和離合器是把機(jī)器中的兩根軸聯(lián)接起來,使之一同回轉(zhuǎn)，以便傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的常用部件。相同點(diǎn)：聯(lián)接兩軸、傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。不同點(diǎn)：聯(lián)軸器—聯(lián)接的兩軸只有停車后經(jīng)拆卸才能分離。離合器—聯(lián)接的兩軸可在機(jī)器工作中方便地實(shí)現(xiàn)分離與接合。軸間聯(lián)接設(shè)計(jì)與選擇

聯(lián)軸器功用：聯(lián)接兩軸，使兩軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。若使兩軸分離只有在停車時(shí)拆卸。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形及溫度變化的影響等，會(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中

根據(jù)各種位移有無補(bǔ)償分為：剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。一、聯(lián)軸器1、聯(lián)軸器的種類與結(jié)構(gòu)剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器可以補(bǔ)償位移套筒聯(lián)軸器無位移補(bǔ)償能力對(duì)中性要求高。無彈性元件有彈性元件緩沖吸振，用于起動(dòng)頻繁、高速變載以及經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器固定式（1）剛性聯(lián)軸器①套筒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的固定式聯(lián)軸器。其徑向尺寸小，非標(biāo)準(zhǔn)化。

由于凸緣聯(lián)軸器是使兩軸剛性地聯(lián)接在一起，所以在傳遞載荷時(shí)不能緩和沖擊和吸收振動(dòng)；此外要求對(duì)中精確，否則由于兩軸偏斜或不同軸線都將引起附加載荷和嚴(yán)重磨損。故凸緣聯(lián)軸器適用于聯(lián)接低速、大轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)不大、剛性大的短軸。②凸緣聯(lián)軸器可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移，但不能緩沖減振。（2）撓性聯(lián)軸器①無彈性元件十字滑塊聯(lián)軸器特點(diǎn)：中間圓盤的凸塊在半聯(lián)軸器的凹槽內(nèi)滑動(dòng)，可以補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。對(duì)凹槽的和凸塊的工作面的硬度要求較高，并需加潤滑劑。轉(zhuǎn)速高時(shí)，易磨損，且附加載荷大。滑塊聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速且無劇烈沖擊處，故宜用于低速的場(chǎng)合。齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)具有外齒的內(nèi)套筒和兩個(gè)具有內(nèi)齒的外套筒組成。內(nèi)外齒數(shù)相等，一般為30～80個(gè)。補(bǔ)償原理：由于嚙合齒間留有較大的齒側(cè)間隙，也因?yàn)辇X頂做成球面（球心位于軸線上），見圖(b)。為了增大位移的允許量，還常將輪齒做成鼓形齒。聯(lián)軸器內(nèi)注有潤滑油，以減少齒的磨損。應(yīng)用：齒式聯(lián)軸器能夠傳遞很大的轉(zhuǎn)矩和補(bǔ)償較大的綜合位移，因此在重型機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。但它較笨重，制造困難、成本高。齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)具有外齒的內(nèi)套筒和兩個(gè)具有內(nèi)齒的外套筒組成。內(nèi)外齒數(shù)相等，一般為30～80個(gè)。結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)分別固定在主、從動(dòng)軸上的叉形接頭和一個(gè)十字形零件(稱十字頭)組成。叉形接頭和十字頭是鉸接的，因此允許被聯(lián)接兩軸軸線夾角a很大。萬向聯(lián)軸器

萬向聯(lián)軸器又稱十字鉸鏈聯(lián)軸器。單個(gè)聯(lián)軸器兩軸的瞬時(shí)角速度不是時(shí)時(shí)相等，引起動(dòng)載荷，故一般成對(duì)應(yīng)用。安裝雙萬向聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)滿足：（1）主動(dòng)軸從動(dòng)軸與中間件的夾角必須相等；（2）中間件兩端的叉面必須位于同一平面內(nèi)。

萬向聯(lián)軸器能補(bǔ)償較大的角位移，結(jié)構(gòu)緊湊，使用維護(hù)方便，廣泛用于汽車工程機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)。萬向聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器②有彈性元件（2）撓性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：與凸緣聯(lián)軸器相似，用套有彈性圈的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，不用潤滑，彈性圈更換方便，具有一定的補(bǔ)償兩軸線相對(duì)偏移和減振、緩沖性能。適用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，起動(dòng)頻繁，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。彈性柱銷聯(lián)軸器②有彈性元件（2）撓性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：可以看成為彈性套柱銷聯(lián)軸器簡(jiǎn)化而成。即采用尼龍柱銷代替彈性套和金屬柱銷。為了防止柱銷滑出，在柱銷兩端配置擋圈。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、制造方便，耐久性好，吸振,補(bǔ)償軸向位移的能力。常用于軸向竄動(dòng)量較大，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，起動(dòng)頻繁，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，可代替彈性套柱銷聯(lián)軸器。2、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器類型很多，其中大多已標(biāo)準(zhǔn)化。

選擇依據(jù)：額定轉(zhuǎn)矩Tn、許用轉(zhuǎn)速、位移補(bǔ)償量和被聯(lián)接軸的直徑范圍等。選型號(hào)聯(lián)軸器必須同時(shí)滿足:

3、聯(lián)軸器的安裝與維護(hù)（1）聯(lián)軸器的對(duì)中要求在安裝聯(lián)軸器中，兩根轉(zhuǎn)軸可能出現(xiàn)不對(duì)中的情況。聯(lián)軸器在不對(duì)中的情況下安裝固定之后，軸系旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于兩半聯(lián)軸器要盡力維持初始狀態(tài)，必然造成軸及其支撐的周期性變形，出現(xiàn)軸系的不對(duì)中強(qiáng)迫振動(dòng)，加劇支撐軸承的磨損。因此，安裝聯(lián)軸器的首要問題是保證兩根轉(zhuǎn)軸的同軸度誤差。對(duì)于一般機(jī)械設(shè)備上所使用的聯(lián)軸器，安裝對(duì)中的要求如表7.5所示。（2）聯(lián)軸器的安裝找正（3）聯(lián)軸器對(duì)中找正的注意事項(xiàng)

（4）聯(lián)軸器的使用與維護(hù)①聯(lián)軸器的安裝誤差應(yīng)嚴(yán)格控制，通常要求安裝誤差不得大于許用補(bǔ)償量的。②注意檢查所聯(lián)接兩軸運(yùn)轉(zhuǎn)后的對(duì)中情況，其相對(duì)位移不應(yīng)大于許用補(bǔ)償量。盡可能地減少相對(duì)位移量，可有效地延長(zhǎng)被聯(lián)接機(jī)械或聯(lián)軸器的使用壽命。③對(duì)有潤滑要求的聯(lián)軸器，如齒式聯(lián)軸器等，要定期屆查潤滑油的油量、質(zhì)量以及密封狀況，必要時(shí)應(yīng)予以補(bǔ)充或更換。④對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械上的聯(lián)軸器，一般要經(jīng)動(dòng)平衡試驗(yàn)，并按標(biāo)記組裝。對(duì)其聯(lián)接螺栓之間的重量差有嚴(yán)格地限制，不得任意更換。

離合器主要用于聯(lián)接兩軸使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可隨時(shí)將主動(dòng)、從動(dòng)軸接合或分離。1、離合器的類型二、離合器①牙嵌式離合器

半離合器1用鍵和緊定螺釘固定在主動(dòng)軸上，另一個(gè)半離合器3用導(dǎo)向鍵或花鍵與從動(dòng)軸聯(lián)接，并通過操縱系統(tǒng)撥動(dòng)滑環(huán)4使其作軸向移動(dòng)，使離合器分離或接合。為了保證兩軸能很好地對(duì)中，在主動(dòng)軸上的半離合器內(nèi)裝有對(duì)中環(huán)2，從動(dòng)軸可在對(duì)中環(huán)內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。2、用離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外廓尺寸小，接合后兩半離合器沒有相對(duì)滑動(dòng)，但只宜在兩軸的轉(zhuǎn)速差較小或相對(duì)靜止的情況下接合，否則齒與齒會(huì)發(fā)生很大沖擊，影響齒的壽命。

多盤式摩擦離合器，其中一組外摩擦片2和外套1形成花鍵聯(lián)接，另一組內(nèi)摩擦片3和內(nèi)套8也為花鍵聯(lián)接。外、內(nèi)套1、8則分別固定在主、從動(dòng)軸上。兩組摩擦片交錯(cuò)排列。

離合器處于接合狀態(tài)的情況，此時(shí)摩擦片相互緊壓在一起，隨同主動(dòng)軸和外套一起旋轉(zhuǎn)的外摩擦片通過摩擦力將轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)傳遞給內(nèi)摩擦片，使內(nèi)套和從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。將操縱滑環(huán)7向右撥動(dòng)，杠桿6在彈簧5的作用下將摩擦片放松，則可分離兩軸。螺母4用來調(diào)節(jié)摩擦片間的壓力。②圓盤摩擦離合器原理：依靠?jī)山佑|面之間的摩擦力，使主、從動(dòng)軸接合和傳遞轉(zhuǎn)矩。②圓盤摩擦離合器1)

能在不停車或兩軸具有任何大小轉(zhuǎn)差的情況下進(jìn)行接合；2)

能調(diào)節(jié)從動(dòng)軸的加速時(shí)間，減少接合時(shí)的沖擊和振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)接合；3)過載時(shí)，摩擦面間將發(fā)生打滑，可以避免其他零件的損壞。特點(diǎn)：應(yīng)用：多片式用于傳遞較大轉(zhuǎn)距。兩組摩擦片，其中外摩擦片組4利用外圓上的花鍵與外鼓輪2相聯(lián)(外鼓輪2與軸1相固聯(lián))，內(nèi)摩擦片組5利用內(nèi)圓上的花鍵與內(nèi)套筒10相聯(lián)(內(nèi)套筒10與軸9相固聯(lián))。當(dāng)滑環(huán)8作軸向移動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)曲臂壓桿7，使壓板3壓緊或松開內(nèi)、外摩擦片組，從而使離合器接合或分離圖10-14b。螺母6是用來調(diào)節(jié)內(nèi)、外摩擦片組間隙大小的。外摩擦片和內(nèi)摩擦片的結(jié)構(gòu)形狀如圖10-15所示。若將內(nèi)摩擦片改為圖右的碟形，使其具有一定的彈性，離合器分離時(shí)摩擦片能自行彈開，接合時(shí)也較平穩(wěn)。③超越離合器

超越離合器是一種定向離合器，它利用機(jī)器本身轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向的變化，自動(dòng)控制兩軸的離合。當(dāng)爪輪為主動(dòng)件若順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾柱受摩擦力作用被楔緊在爪輪與套筒間，并帶動(dòng)套筒（從動(dòng)軸）一起回轉(zhuǎn)，此時(shí)離合器處于結(jié)合狀態(tài)；反之，即分離。只能傳遞單向扭矩。牙嵌式安全離合器摩擦式安全離合器安全離合器通常有三種型式：嵌合式、摩擦式和破斷式

當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩超過設(shè)計(jì)值時(shí)，它們將分別發(fā)生分開聯(lián)接件、聯(lián)接件打滑和聯(lián)接件破斷等動(dòng)作，從而可防止機(jī)器中重要零件的損壞。

并由彈簧壓緊機(jī)構(gòu)代替滑環(huán)操縱機(jī)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過允許值時(shí)，牙上的軸向分力將壓縮彈簧，使離合器產(chǎn)生跳躍式滑動(dòng)，離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩恢復(fù)正常時(shí)，離合器在彈簧力的作用下又重新接合。④安全離合器

3、離合器的使用與維護(hù)

（1）應(yīng)定期檢查離合器操縱桿的行程，主、從動(dòng)片之間的間隙，摩擦片的磨損程度，必要時(shí)予以調(diào)整或更換。（2）片式摩擦離合器工作時(shí)，不得有打滑或分離不徹底現(xiàn)象，否則，不僅將加速摩擦片磨損，降低使用壽命