湖南大學(xué)機械原理課件ch14

1、聯(lián)軸器和離合器14-0 聯(lián)軸器和離合器概述14-1 聯(lián)軸器的種類和特性14-2 聯(lián)軸器的選擇14-3 離合器14-4 安全聯(lián)軸器及安全離合器14-5 特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器概述1概 述聯(lián)軸器和離合器是機械裝置中常用的部件，它們主要用于聯(lián)接軸與軸，以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩，也可用作安全裝置。大致有以下類型： 聯(lián)軸器用于將兩軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離，只有在機 器停車時才可將兩軸分離； 離合器在機器運轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時接合或分離的一種裝置。它 可用來操縱機器傳動的斷續(xù)，以便進行變速或換向； 安全聯(lián)軸器與離合器機器工作時，若轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定值，即可自行斷開 或打滑，以保證機器中的主要零

2、件不因過載而損壞； 特殊功用的聯(lián)軸器與離合器用于某些特殊要求處，如：在一定的回轉(zhuǎn) 方向或達到一定轉(zhuǎn)速時，聯(lián)軸器或離合器即可自動接合或分離等；聯(lián)軸器和離合器種類繁多，在選用標(biāo)準(zhǔn)件或自行設(shè)計時應(yīng)考慮：傳遞轉(zhuǎn)矩大小、轉(zhuǎn)速高低、扭轉(zhuǎn)剛度變化、體積大小、緩沖吸振能力等因素。聯(lián)軸器的種類和特性1聯(lián)軸器的種類和特性聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。xyxy軸向位移x徑向位移y角位移綜合位移x、y、一、聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸的相對位移

3、被聯(lián)接兩軸間的各種相對位移無補償能力，故對兩軸對中 性的要求高。當(dāng)兩軸有相對位移時，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起附加載荷。這類聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡單。聯(lián)軸器的種類和特性2二、聯(lián)軸器的分類 剛性聯(lián)軸器 撓性聯(lián)軸器 無彈性元件撓性聯(lián)軸器：聯(lián)軸器具有撓性，可補償兩軸的相對位移。 但因無彈性元件，故不能緩沖減振。 有彈性元件撓性聯(lián)軸器：因聯(lián)軸器中裝有彈性元件，不僅可以補償 兩軸間的相對位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲蓄的能量越多，則聯(lián)軸器的減振能力越強。這類聯(lián)軸器的品種多，應(yīng)用廣泛。對被聯(lián)接兩軸間的各種相對位移有補償能力，進一步分為：聯(lián)軸器的種類和特性虛擬現(xiàn)實中的聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)

4、軸器夾殼聯(lián)軸器無彈性件撓性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器 有彈性件撓性聯(lián)軸器有彈性元件撓性聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器星形彈性聯(lián)軸器 選擇1聯(lián)軸器的選擇大多數(shù)聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，一般機械設(shè)計者的任務(wù)是選用聯(lián)軸器，選用的基本步驟為：選擇聯(lián)軸器的類型計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩進行必要的承載能力校核規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度協(xié)調(diào)軸孔直徑校核最大轉(zhuǎn)矩確定聯(lián)軸器的型號 選擇2聯(lián)軸器的選擇選擇聯(lián)軸器的類型應(yīng)全面了解工作載荷的大小和性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、工作環(huán)境等，結(jié)合常用聯(lián)軸器的性能、應(yīng)用范圍及使用場合選擇聯(lián)軸器的類型。

5、低速、剛性大的短軸可選用剛性聯(lián)軸器；低速、剛性小的長軸可選用無彈元件撓性聯(lián)軸器；傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機械選用齒式聯(lián)軸器；對于高速、有振動和沖擊的機械，選用彈性元件撓性聯(lián)軸器；軸線位置有較大變動的兩軸，應(yīng)選用萬向聯(lián)軸器；有安全保護要求的軸，選用安全聯(lián)軸器。 計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩TKTAcaKA為工作情況系數(shù)。T為聯(lián)軸器所傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩。 選擇3規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度進行必要的校核聯(lián)軸器的選擇確定聯(lián)軸器的型號按Tca T，由聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)確定聯(lián)軸器型號，T為聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩。校核最大轉(zhuǎn)速被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速n，不應(yīng)超過聯(lián)軸器許用的最高轉(zhuǎn)速nmax，即：nnmax協(xié)調(diào)軸孔直徑被聯(lián)接兩軸的直徑和形狀（圓柱或圓錐）

6、均可以不同，但必須使直徑在所選聯(lián)軸器型號規(guī)定的范圍內(nèi)，形狀也應(yīng)滿足相應(yīng)要求。聯(lián)軸器允許軸的相對位移偏差是有一定范圍的，因此，必須保證軸及相應(yīng)部件的安裝精度。聯(lián)軸器除了要滿足轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的要求外，必要時還應(yīng)對聯(lián)軸器中的零件進行承載能力校核，如對非金屬元件的許用溫度校核等。 離合器1 一、離合器的分類作用：離合器用來聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中主、從動部分可分離可接合。離合器 按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類； 按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類； 按操縱方式分有機械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等； 可自動離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等

7、，它們能 在特定條件下，自動地接合或分離。二、對離合器的基本要求 分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動作準(zhǔn)確可靠； 結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱條件好； 操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。離合器2三、離合器的選用嵌入式離合器的結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸較小，兩軸間的聯(lián)接無相對運動，一般適用于低速接合，轉(zhuǎn)矩不大的場合；離合器摩擦式離合器可在任何轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)兩軸的接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊振動較小；可有過載保護作用。但尺寸較大，在接合或分離過程中要產(chǎn)生滑動摩擦，故發(fā)熱量大，磨損也較大。電磁摩擦離合器可實現(xiàn)遠距離操縱，動作迅速，沒有不

8、平衡的軸向力，因而在數(shù)控機床等機械中獲得了廣泛的應(yīng)用。牙嵌離臺器單圓盤摩擦離合器多圓盤摩擦離合器二、離合器簡介電磁摩擦離合器 安全聯(lián)軸器離合器1安全聯(lián)軸器及安全離合器作用：當(dāng)工作轉(zhuǎn)矩超過機器允許的極限轉(zhuǎn)矩時，聯(lián)接件將發(fā)生折斷、脫開或 打滑，從而使從動軸自動停止轉(zhuǎn)動，以保護機器中的重要零件不致?lián)p壞。一、剪切銷安全聯(lián)軸器區(qū)分：安全聯(lián)軸器斷開聯(lián)接后不能自動恢復(fù)工作能力，用于很少過載處； 安全離合器斷開聯(lián)接后能夠自動恢復(fù)工作能力，用于經(jīng)常過載處；雙剪式銷釘裝在經(jīng)過淬火的鋼套內(nèi)，過載時即被剪斷。單剪式 安全聯(lián)軸器離合器2轉(zhuǎn)動方向二、滾珠安全離合器安全聯(lián)軸器及安全離合器主動齒輪傳來的轉(zhuǎn)矩通過滾珠、從動盤、

9、外套筒而傳給從動軸。當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過許用值時，彈簧被過大的軸向分力壓縮，使從動盤向右移動，原來交錯壓緊的滾珠因被放松而相互滑動，此時主動齒輪空轉(zhuǎn)，從動軸即停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)載荷恢復(fù)正常時，又可重新傳遞轉(zhuǎn)矩。彈簧壓力的大小可用螺母來調(diào)節(jié)。 從動盤 外套筒 彈簧 調(diào)節(jié)螺母主動齒輪特殊1特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器一、定向離合器爪輪套筒滾柱彈簧頂桿當(dāng)爪輪為主動輪并作順時針回轉(zhuǎn)時，滾柱將被摩擦力轉(zhuǎn)動而滾向空隙的收縮部分，并楔緊在爪輪和套筒間，使套筒隨爪輪一同回轉(zhuǎn)，離合器即進入接合狀態(tài)。當(dāng)爪輪反向回轉(zhuǎn)時，滾柱即被滾到空隙的寬敞部分，這時離合器即處于分離狀態(tài)。因而定向離合器只能傳遞單方向的轉(zhuǎn)矩，可在機械中用來防止逆轉(zhuǎn)及完成單向傳動。 特殊2二、離心離合器如圖所示為開式離心離合器的工作原理圖，在兩個拉伸螺旋彈簧的彈力作用下，主動部分的一對閘塊與從動部分的鼓輪脫開；當(dāng)轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值后，離心力增加到能克服彈簧拉力時，便使閘塊繞其支點向外擺動與從動鼓輪壓緊，離合器即進入接合狀態(tài)。當(dāng)接合面上產(chǎn)生的摩擦力矩足夠大時，主、從動軸即一起轉(zhuǎn)動特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器 特殊3特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器三、電磁粉末離合器如圖所示為電磁粉末離合器的原理圖。金屬外筒為從動件，嵌有環(huán)形勵磁線圈的電磁鐵與主動軸聯(lián)接，金屬外筒與電磁鐵間留有少量間隙，內(nèi)裝適量的鐵和石墨粉末。當(dāng)勵磁線圈