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1、第第14章章 联轴器、离合器联轴器、离合器14-0 联轴器和离合器概述联轴器和离合器概述 14-1 联轴器的种类和特性联轴器的种类和特性 14-2 联轴器的选择联轴器的选择 14-3 离合器离合器 14-4 安全联轴器及安全离合器安全联轴器及安全离合器作用：作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋 转，并传递扭矩，也可用作安全装置。转，并传递扭矩，也可用作安全装置。v联轴器联轴器用于将两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有在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；机器停车时才可将两轴分离；v离合器离合器在
2、机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向；它可用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向；v安全联轴器与离合器安全联轴器与离合器机器工作时，若转矩超过规定值，即可自行断机器工作时，若转矩超过规定值，即可自行断开或打滑开或打滑,以保证机器中的主要零件不因过载而损坏；以保证机器中的主要零件不因过载而损坏；v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求处，如：在一定的回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时转方向或达到一定转速时,联轴器或离合器即可自动接合
3、或分离等；联轴器或离合器即可自动接合或分离等；14-0 联轴器和离合器概述联轴器和离合器概述联轴器和离合器种类繁多联轴器和离合器种类繁多，在选用标准件或自行设计在选用标准件或自行设计时应考虑如下因素：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y y x xy y轴向轴向x x径向径向角度角度综合综合14-1 联轴器的种类和特性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
4、度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相变化的影响等，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。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。使之具有适应一定范围的相对位移的性能。二、二、联轴器的分类联轴器的分类 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
5、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柱销联轴器弹性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潘存云教授研制潘存云教授研制结构：结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定螺钉来实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。现轴向固定。套筒联轴器套筒联轴器型式：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、传递结构简单、使用方便、传递 扭矩较大，但不能缓冲减振。扭矩较大，但不能缓冲减振。应用：应用：用于载荷较平稳的两轴联接。用于载荷较平稳的两轴联接。
6、1 1、套筒联轴器套筒联轴器 （一）刚性联轴器（一）刚性联轴器潘存云教授研制潘存云教授研制应用：应用：用于低速传动轴，常用于垂直传动轴的联接。用于低速传动轴，常用于垂直传动轴的联接。夹夹壳壳联联轴轴器器 结构：结构：将套筒做成剖分夹壳结构，通过拧紧螺栓产生的预紧将套筒做成剖分夹壳结构，通过拧紧螺栓产生的预紧力使两夹壳与轴联接，并依靠键以及夹壳与轴表面之间的摩力使两夹壳与轴联接，并依靠键以及夹壳与轴表面之间的摩擦力来传递扭矩。有一个剖分式对中环。擦力来传递扭矩。有一个剖分式对中环。特点：特点：无需沿轴向移动即可方便装拆，但不能联接直径不同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
7、复杂且不易平衡，高速旋转时会产生离心力。的两轴，外形复杂且不易平衡，高速旋转时会产生离心力。2.夹壳联轴器夹壳联轴器潘存云教授研制结构：结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联轴器的凸半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。缘联接在一起。潘存云教授研制普通普通凸缘联轴器凸缘联轴器型式：型式：有对中榫的凸缘联轴器有对中榫的凸缘联轴器普通凸缘联轴器普通凸缘联轴器-靠铰制孔螺栓对中。靠铰制孔螺栓对中。-靠榫头对中。靠榫头对中。普通螺栓普通螺栓 对中榫对中榫 铰制孔螺栓铰制孔螺栓 3.凸缘联轴器凸缘联轴器潘存云教授研制制造与安装要求：制造与安装要求：半联轴器的凸缘端面应与轴
8、线垂直，安装时半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直，安装时应使两轴精确对中。应使两轴精确对中。9090 材料：材料：一般用灰铸铁或碳钢、当重载或一般用灰铸铁或碳钢、当重载或 v30 m/s时，用铸钢或时，用铸钢或锻钢锻钢。优点：优点：结构简单、成本低、使结构简单、成本低、使用方便、传递扭矩较大；用方便、传递扭矩较大；缺点缺点：不能缓冲减振，且对轴：不能缓冲减振，且对轴的对中性要求高。的对中性要求高。应用：应用：用于转速低、无冲击、用于转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好时的轴的刚性大、对中性较好时的两轴联接两轴联接 。潘存云教授研制潘存云教授研制1、十字滑块联轴器十字滑块联轴器结构：结构：两个端面
9、开有径向凹槽的半联轴器；两端各具有凸两个端面开有径向凹槽的半联轴器；两端各具有凸牙的中间盘，且两端凸牙互相垂直，嵌入凹槽中，构成移牙的中间盘，且两端凸牙互相垂直，嵌入凹槽中，构成移动副。动副。工作原理工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时，中：当两轴存在不对中和偏斜时，中间盘将在凹槽内滑动。间盘将在凹槽内滑动。y（二）无弹性元件的挠性联轴器（二）无弹性元件的挠性联轴器1.十字滑块联轴器十字滑块联轴器优缺点优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨：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。因此选用时应注意其工损，并给轴和轴承带来附加动载荷。因此选用时应注
10、意其工作转速不得大于规定值。作转速不得大于规定值。适用范围：适用范围：30，y0.04d，v250 r/min，轴的刚度较大，轴的刚度较大，无剧烈冲击处。无剧烈冲击处。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，中间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，其材料为夹布胶木或尼龙。为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木或尼龙。工作特点工作特点：由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许较高的：由于中间滑块质量小，且有弹性，故允
11、许较高的极限转速。极限转速。2.滑块联轴器滑块联轴器潘存云教授研制作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、有夹角应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。单万向联轴器单万向联轴器3.十字轴式万向联轴器十字轴式万向联轴器潘存云教授研制结构特点：结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的“十字形十字形”构件相联，构件相联，“十字形十字形”构件的中心位于两轴交点处，构
12、件的中心位于两轴交点处，轴间角为轴间角为运动分析：运动分析：两轴平均传动比为两轴平均传动比为1，但瞬时，但瞬时传动比是动态变化的。即，主传动比是动态变化的。即，主动轴角速度为常数时，从动轴动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在的角速度并不是常数，而是在一定的范围内变化，从而产生一定的范围内变化，从而产生附加动载荷。附加动载荷。=045潘存云教授研制双万向联轴器双万向联轴器将两个单万向联轴器串联使用，构成双万向联轴器。将两个单万向联轴器串联使用，构成双万向联轴器。安装要求：安装要求：主动、从动、中间三轴共面；主动、从动、中间三轴共面；主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相
13、等；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。中间轴两端的叉面应在同一平面内。C C2 21 12 21 1C C为了消除从动轴变速转动的缺点，常潘存云教授研制潘存云教授研制 小型双万向联轴器小型双万向联轴器 结构如图所示，通常采用合金钢制造。结构如图所示，通常采用合金钢制造。AA潘存云教授研制A-AAAAA潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制功用：功用：能补偿轴不对中和偏斜。能补偿轴不对中和偏斜。工作范围：工作范围：正常齿：正常齿：3030 腰鼓齿：腰鼓齿：33 结构：结构：两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同，两个有内齿的外壳，两
14、个有外齿的套筒，两者齿数相同，外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联接。两端密封，空腔内储存润滑油。联接。两端密封，空腔内储存润滑油。4.齿式联轴器齿式联轴器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。潘存云教授研制结构：结构：利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同的并列链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。轮啮合来实现两半链轴器的联接。优点：优点：结
15、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。5.滚子链联轴器滚子链联轴器潘存云教授研制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，用带橡胶弹性套的柱销联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。接两
16、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 A A预留间隙以补偿轴向预留间隙以补偿轴向位移。位移。c c圆柱孔圆柱孔圆锥孔圆锥孔（三）有弹性元件的挠性联轴器（三）有弹性元件的挠性联轴器材料：材料：弹性套的材料常用耐油橡胶；半联轴器的材料常用弹性套的材料常用耐油橡胶；半联轴器的材料常用HT200，或，或35钢；柱销材料常用钢；柱销材料常用35号钢。号钢。特点：特点：制造容易，装拆方便，成本较低，但是弹性套容易制造容易，装拆方便，成本较低，但是弹性套容易磨损，寿命较短。适用于连接载荷平稳，需正反转或启动磨损，寿命较短。适用于连接载荷平稳，需正反转或启动频繁的传递中小转矩的
17、轴。频繁的传递中小转矩的轴。1 1、弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器潘存云教授研制结构：结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。结用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。结 构简单，更换柱销方便。构简单，更换柱销方便。尼龙销尼龙销挡板挡板c cc c销与销与挡板之间挡板之间留有间隙留有间隙特点：特点：上述两种联轴器的动力通过弹性元件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。能补偿传递，缓和冲击、吸收振动。能补偿 较大的轴向位移，并允许微量的径向较大的轴向位移，并允许微量的径向 位移和角位移位移和角位移应用：应用：适用于正反向变化多，适用于正反向变化多，启动频繁的
18、高速轴。启动频繁的高速轴。适用范围：适用范围：-20t70，v8000 r/min 两种柱销2.弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器工作温度：工作温度：-35+80,传递扭矩：传递扭矩：T=1625000 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，中间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。选用不同硬度的聚氨酯橡的弹性元件形状似梅花，故得名。选用不同硬度的聚氨酯橡胶，铸形尼龙等材料制造。胶，铸形尼龙等材料制造。A-AA-AA AA A潘存云教授研制3.梅花形弹性联轴器梅花形弹性联轴器潘存云教授研制结构：结构：中间为橡胶制成的轮胎环，用止退垫板与半联
19、轴器联接。中间为橡胶制成的轮胎环，用止退垫板与半联轴器联接。特点：特点：结构简单、易于变形。绝缘性结构简单、易于变形。绝缘性 能好，运转时无噪声，允许较能好，运转时无噪声，允许较 大的综合位移。但径向尺寸较大的综合位移。但径向尺寸较 大大应用应用：适用于启动频繁、正反向运转、适用于启动频繁、正反向运转、有冲击振动、有较大轴向位移、潮湿有冲击振动、有较大轴向位移、潮湿多尘的场合。多尘的场合。适用范围：适用范围：512，x0.02D y0.01D，n5000 r/min 轮胎环轮胎环D D止退垫板止退垫板4.轮胎式联轴器轮胎式联轴器潘存云教授研制潘存云教授研制结构：结构：弹性元件为多个环形金属薄片
20、叠合而成的膜片组，膜弹性元件为多个环形金属薄片叠合而成的膜片组，膜片圆周上有若干个螺栓孔片圆周上有若干个螺栓孔。用铰制孔螺栓交错间隔与半联轴用铰制孔螺栓交错间隔与半联轴器联接。器联接。5.膜片联轴器膜片联轴器5.膜片联轴器膜片联轴器特点：特点：结构简单、弹性元件的联接之间没有间隙，结构简单、弹性元件的联接之间没有间隙，不需要润滑，维护方便、质量小、对环境的适应性不需要润滑，维护方便、质量小、对环境的适应性强。但扭转减振性能差。强。但扭转减振性能差。应用：应用：主要用于载荷平稳的高速传动。如直升机尾主要用于载荷平稳的高速传动。如直升机尾翼轴。翼轴。潘存云教授研制潘存云教授研制结构：结构：两个半联
21、轴器上均制有凸牙，用橡胶等材料制成星形弹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。工作时，星形弹性元性元件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工作时，星形弹性元件受压并传递扭矩。件受压并传递扭矩。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：1 306.星形弹性联轴器星形弹性联轴器一、联轴器类型的选择原则一、联轴器类型的选择原则 转矩、转速、轴径、相对位移、工作环境、成本等转矩、转速、轴径、相对位移、工作环境、成本等1)1)考虑传递转矩的大小、性质以及对缓冲减振要求考虑传递转矩的大小、性
22、质以及对缓冲减振要求 确定型号与规格确定型号与规格具体应考虑如下要求v对大功率重载传动，宜选用齿轮联轴器；对大功率重载传动，宜选用齿轮联轴器；v严重冲击载荷或消除轴系扭转振动的传动，宜选用轮严重冲击载荷或消除轴系扭转振动的传动，宜选用轮胎联轴器；胎联轴器；选用原则：选用原则：14-2 联轴器的选择联轴器的选择2)2)考虑工作转速的高低和引起离心力的大小考虑工作转速的高低和引起离心力的大小 对高速传动轴，宜选用平衡精度较高的膜片联轴器，不对高速传动轴，宜选用平衡精度较高的膜片联轴器，不能选用存在偏心的滑块联轴器；能选用存在偏心的滑块联轴器；安装调整两轴难以精确对中、或者工作中产生较大位移时，安装
23、调整两轴难以精确对中、或者工作中产生较大位移时，应选用挠性联轴器：应选用挠性联轴器：3)3)两轴相对位移的大小和方向两轴相对位移的大小和方向 v径向位移较大时：径向位移较大时：=滑块联轴器滑块联轴器；v角位移较大，或两轴相交时：角位移较大，或两轴相交时：=万向联轴器万向联轴器 4)4)考虑可靠性和工作环境考虑可靠性和工作环境 v由金属制成的不需要润滑的联轴器工作比较可靠；由金属制成的不需要润滑的联轴器工作比较可靠；v需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境；可能污染环境；v含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀介质、强光
24、等含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀介质、强光等比较敏感，而且容易老化。比较敏感，而且容易老化。在满足使用要求的前提下，压选择装拆方便、维护简单、在满足使用要求的前提下，压选择装拆方便、维护简单、成本低廉的联轴器。成本低廉的联轴器。5)5)联轴器的制造、安装、维护和经济性联轴器的制造、安装、维护和经济性 v刚性联轴器不仅结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性联轴器不仅结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动刚性大的传动；v弹性联轴器具有较好的综合性能，广泛应用于一般的中、弹性联轴器具有较好的综合性能，广泛应用于一般的中、小传动。小传动。6)6)安全性要求安全性要求 有安全保护要
25、求的轴，应选用安全联轴器。有安全保护要求的轴，应选用安全联轴器。表表14-1 工作情况系数工作情况系数KA原动机原动机 (KA)发电机、小型通风机、小型离心机发电机、小型通风机、小型离心机 1.3 1.5 1.8 2.2 透平压缩机、木工机械、输送机透平压缩机、木工机械、输送机 1.5 1.7 2.0 2.4搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 1.7 1.9 2.2 2.6织布机、水泥搅拌机、拖拉机织布机、水泥搅拌机、拖拉机 1.9 2.1 2.4 2.8挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 2.3 2.5 2.8 3.2电动机电动机 多缸
26、多缸 双缸双缸 单缸单缸汽轮机汽轮机 内燃机内燃机 内燃机内燃机 内燃机内燃机工工 作作 机机压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵 3.1 3.3 3.6 4.0二、二、计算联轴器的扭矩计算联轴器的扭矩 计算转矩：计算转矩：Tca=KATKA为工作情况系数；为工作情况系数；见下页T为为公称扭矩；公称扭矩；三、三、确定联轴器的型号确定联轴器的型号 选型依据：选型依据：Tca T，由相关标准确定型号；由相关标准确定型号；四、四、校核最大转速校核最大转速 n nmax 六、规定部件相应的安装精度六、规定部件相应的安装精度被联接轴的转速被联接轴的转速n，不应超过联轴器许用的
27、最高转速不应超过联轴器许用的最高转速nmax，即：即：五、协调轴孔直径五、协调轴孔直径被联接两轴的直径和形状（圆柱或圆锥）均可以不同，但被联接两轴的直径和形状（圆柱或圆锥）均可以不同，但必须使直径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满必须使直径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满足相应要求。足相应要求。联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，必联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，必须保证轴及相应部件的安装精度。须保证轴及相应部件的安装精度。潘存云教授研制进行必要的校核进行必要的校核联轴器除了要满足转矩和转联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时还应对速的要求外，必要
28、时还应对联轴器中的零件进行承载能联轴器中的零件进行承载能力校核，如对非金属元件的力校核，如对非金属元件的许用温度校核等。许用温度校核等。选择联轴器的类型选择联轴器的类型计算联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩确定联轴器的型号确定联轴器的型号协调轴孔直径协调轴孔直径校核最大转矩校核最大转矩规定部件相应的安装精度规定部件相应的安装精度进行必要的承载能力校核进行必要的承载能力校核联轴器的选择流程联轴器的选择流程 ：作用：作用：在机器运转过程中，使两轴随时接合或分离；用来操纵机器在机器运转过程中，使两轴随时接合或分离；用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向；传动的断续，以便进行变速或换向；分分类类
29、一、一、离合器的分类离合器的分类 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14-3 离合器离合器二、对离合器的基本要求二、对离合器的基本要求 v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；v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；
30、v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；v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。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。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。（一）牙嵌离合器（一）牙嵌离合器主动轴从动轴固定套筒活动套筒对中环牙型牙型3030 4040 2 2 8 8 2 2 8 8 6060 三角形三角形梯梯 形形锯齿形锯齿形-传递中小转矩、牙数为传递中小转矩、牙数为1660-传递较
31、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。v特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。矩。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;v承载能力：取决于牙
32、面的挤压强度和齿根的弯曲承载能力：取决于牙面的挤压强度和齿根的弯曲强度强度:v材料：材料：潘存云教授研制231)单盘单盘摩擦离合器摩擦离合器摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=F f R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，靠摩擦移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦力带动从动轴转动。力带动从动轴转动。v 过载时打滑，起保护作用；过载时打滑，起保护作用；v 结合平稳、冲击和振动小。结合平稳、冲击和振动小。v在任何转速条件下两轴都可以进行结合；在任何转速条件下两轴都可以进行结合；Fa213F1R缺点：缺
33、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；（二）圆盘摩擦离合器（二）圆盘摩擦离合器优点：优点：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，通过杠杆作用，移动滑环，通过杠杆作用，压紧或放松摩擦片，来实压紧或放松摩擦片，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)多盘多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 传递
34、扭矩传递扭矩T 但但 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 F f Rz F f(D1+D2)=4 KA T4 Fp=(D1+D2)表面压强表面压强:p D1D2有润滑剂有润滑剂 无润滑剂无润滑剂 p/MPa表表14-2 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
35、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。潘存云教授研制810 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
36、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。（三）圆锥式摩擦离合器（三）圆锥式摩擦离合器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。（四）电磁摩擦离合器（四）电磁摩擦离合器v嵌入式离合器的结构简单，外形尺寸较小，两轴间的联接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
37、速接合，转矩不大的场合；无相对运动，一般适用于低速接合，转矩不大的场合；v摩擦式离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分离；接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；可有过载保护作用。但尺寸合过程平稳，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擦，故发热量大，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。磨损也较大。v电磁摩擦离合器可实现远距离操纵，动作迅速，没有不平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得了广泛的应用。衡的轴向力，因而在数控机床等机械中获得了广泛
38、的应用。(五五)离合器的选用离合器的选用作用：作用：当工作转矩超过机器允许的极限转矩时，当工作转矩超过机器允许的极限转矩时，连接件连接件将发生将发生折断、脱开或打滑，从而使从动轴自动停止转动，以保护机器折断、脱开或打滑，从而使从动轴自动停止转动，以保护机器中的重要零件不致损坏。中的重要零件不致损坏。安全联轴器安全联轴器断开联接后不能自动恢复工作能力，用于很少过断开联接后不能自动恢复工作能力，用于很少过载处；载处；安全离合器安全离合器断开联接后能够自动恢复工作能力，用于经常断开联接后能够自动恢复工作能力，用于经常过载处；过载处；14-4 安全联轴器及安全离合器安全联轴器及安全离合器（一）剪切销安
39、全联轴器（一）剪切销安全联轴器分分单剪单剪和和双剪双剪两种类型。两种类型。结构：结构：类似于凸缘联轴器，但不用螺类似于凸缘联轴器，但不用螺钉，而用钉，而用钢制销钉钢制销钉联接。销钉装入经联接。销钉装入经过淬火的两个过淬火的两个套管套管中，过载时被剪断。中，过载时被剪断。潘存云教授研制潘存云教授研制双剪式双剪式单剪式单剪式潘存云教授研制v销钉直径可按剪切强度计算销钉直径可按剪切强度计算Dmv销钉材料销钉材料:45号钢淬火，或高碳钢。在剪断处应预先切槽。号钢淬火，或高碳钢。在剪断处应预先切槽。由于材料机械性能不稳定，以及制造尺寸误差等原因，使得由于材料机械性能不稳定，以及制造尺寸误差等原因，使得销
40、钉剪断载荷不精确；销钉剪断载荷不精确；销钉被剪断后，不能自动恢复工作能力，需要停车更换；销钉被剪断后，不能自动恢复工作能力，需要停车更换；结构简单，常用于很少过载的机器中；结构简单，常用于很少过载的机器中；特点：特点：潘存云教授研制弹簧弹簧主动齿轮主动齿轮 从动盘从动盘 外套筒外套筒调节螺母调节螺母转动方向工作原理：工作原理：扭矩扭矩 主动齿轮主动齿轮 滚珠滚珠 从动盘从动盘 外套筒外套筒 键键 从动轴。从动轴。过载时，弹簧被压缩，从动盘右移，主动齿轮空转，从动轴即停过载时，弹簧被压缩，从动盘右移，主动齿轮空转，从动轴即停止转动。止转动。弹簧压力的大小可用螺母来调节。弹簧压力的大小可用螺母来调节。当载荷恢复正常时，重新传递转矩。当载荷恢复正常时，重新传递转矩。转转动动方方向向转动方向转动方向潘存云教授研制转动方向（二）滚珠安全离合器（二）滚珠安全离合器轮胎式联轴器轮胎式联轴器 万向联轴器万向联轴器 链式联轴器链式联轴器膜片联轴器膜片联轴器