第十一章联轴器和离合器
联轴器和离合器是机械传动中的常用部件，常用于机床，汽车，起重机等各种工程机械行业。联轴器用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件如图11-1所示。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别及主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器及工作机相联接。离合器是汽车动力系统的重要部件，它担负着将动力及发动机之间进行切断及连接的工作如图11-2所示。1981年法国人制成摩擦片式离合器，摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器随着工业技术的发展，联轴器和离合器的类型越来越多，应了解各型号的结构特点以及应用场合并解决其选型等问题，以提高联轴器和离合器的工作能力，改善的联轴器和奔合器传动质量。
图11-1 联轴器图11-2离合器
本章知识要点
(1)了解联轴器的功用及分类特点。
(2)熟悉联轴器的选用方法，掌握联轴器选型计算步骤。
(3)了解离合器的功用及分类，熟悉摩擦式片离合器的工作原理。
兴趣实践
以汽车离合器为例，研究不同汽车上所选用的离合器类型有何不同，并对离合器的内部结构进行拆装，掌握其结构上的异同和特殊性，注意观察离合器制动的关键构件。
探索思考
根据工作环境和传动力矩的不同，应该怎样选择合适类型的联轴器？
预习准备
本章讲学习联轴器和离合器的分类，工作原理、结构特点以及应用场合。着重预习联轴器的选型步骤和选型计算方法，并且了解联轴器和离合器的异同点。
11.1 联轴器
11.1.1联轴器的功用和分类
一般机械都是由原动机、传动机和工作机构组成，这三部分必须联接起来才能工作，而联轴器就是把它们联接起来的一种重要装置。联轴器主要用于两轴之间的联接，它也可用于轴和其它零件（卷筒、齿轮、带轮等）之间的联接。它的主要任务是传递扭矩。若要使两轴分离，必须通过停车拆卸才能实现。
联轴器所要联接的轴之间，由于存在制造、安装误差，受载受热后的变形以及传动过程中会产生振动等因素，往往存在着轴向、径向或偏角等相对位置的偏移,如图11-3所示。故联轴器除了传动外，还要有一定的位置补偿和吸振缓冲的功用。根据联轴器有无弹性元件可分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类，即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类，固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格对中。而可移动式联轴器允许两轴有一定的安装误差，对两轴的位移有一定的补偿能力。弹性联轴器视其所具有弹性元件材料的不同，又可以分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两类。弹性联轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还具有缓冲减振的作用。在刚性联轴器中，又存在固定式和移动式的区别。
图11-3两轴之间的相对位移
11.1.2. 固定式刚性联轴器
刚性联轴器无位移补偿能力，用在被连接两轴要求严格对中及工作中无相对位移之处。刚性联轴器中应用较多的是套筒式、夹壳式、凸缘式等几种类型，而凸缘联轴器是应用最多的一种。
1、套筒式联轴器
这是一类最简单的联轴器，如图11-4所示。这种联轴器是一个圆柱型套筒，用两个圆锥销键或螺钉及轴相联接并传递扭矩。此种联轴器没有标准，需要自行设计，例如机床上就经常采用这种联轴器。
图11-4套筒式联轴器
2、凸缘式联轴器
刚性联轴器种使用最多的就是凸缘式联轴器。它由两个带凸缘的半联轴器组成，两个半联轴器通过键分别及两轴相联接，并用螺栓将两个半联轴器联成一体，如图11-5所示。按对中方式分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型用凸肩和凹槽（D1）对中，并
用普通螺栓联接，工作时靠两半联轴器接触面间的摩擦力传递转矩，装拆时需要作轴向移动。Ⅱ型用铰制孔螺栓对中，螺栓及孔为略有过盈的紧配合，工作时靠螺栓受剪及挤压来传递转矩。装拆时不需要作轴向移动，但要配铰螺栓孔。对于受中等载荷，圆周速度小于35m/s时，凸缘联轴器的材料可以使用HT200等灰铸铁。重载或圆周速度大于30m/s时可以采用35、45铸钢或锻钢。
特点：凸缘式联轴器结构简单、价格低廉，使用方便，能传递较大的转距，但要求被联接的两轴必须安装准确。
适用范围：它适用于工作平稳、刚性好和速度较低的场合。凸缘联轴器的尺寸可以按照标准GB5843-86选用。
(a) Ⅰ型(b)Ⅱ型
图11-5凸缘联轴器
凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢。该联轴器对两轴的对中性要求很高.其特点是特点：构造简单、成本低，可传递较大的转矩。适用于工作平稳、刚性好和速度较低的场合。
11.1.3挠性联轴器
挠性联轴器具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，最大量随型号不同而异。凡被联两轴的同轴度不易保证的场合，都应选用挠性联轴器。常用的挠性联轴器可分为：无弹性元件的挠性联轴器，有弹性元件的挠性联轴器。
1、无弹性元件的挠性联轴器
1）十字滑块联轴器
十字滑块联轴器由两个具有较宽凹槽的半联轴器和一个中间滑块组成，半联轴器及中间滑块之间可相对滑动，能补偿两轴间的相对位移和偏斜。这种联轴器的特点是结构简单，重量轻，惯性力小，又具有弹性，适用于传递转矩不大、转速较低、无急剧冲击的两轴连接。如图11-5所示。这种联轴器零件的材料可用45号钢，工作表面须进行热处理，以提高其硬度；要求较低时也可用Q275钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。因为半联轴器及中间盘组成移动副，不能发生相对转动。故主动轴及从动轴的角速度应相等。在两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。这种联轴器一般用于转速n<250r/min，轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率η＝1-(3～5)fy/d，这里f为摩擦系数，一般取为0.12～0.25；y为两轴间径向位移量，mm；d为轴径，mm。
图11-5十字滑块联轴器图11-6 滑块联轴器
2)滑块联轴器
如图11-6所示，这种联轴器及十字滑块联轴器相似，只是两半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木制成。由于中间滑块的质量减小，又具有弹性，故允许较高的极限转速。中间滑块也可用尼龙制成，并在配制时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在使用时可以自行润滑。这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。
3）齿轮联轴器
它由带有外齿的两个内套筒和带有内齿的两个外套筒所组成。齿式联轴器的优点是：具有良好的补偿性，允许有综合的位移，能传递很大的转矩。因此常用于重型机械中。但是，当传递巨大转矩时，齿间的压力也随着增大，使联轴器的灵活性降低，而且其结构笨重、造价较高。在重型机器和起重设备中应用较广，不适用于立轴。如图11-7所示。
图11-7齿轮联轴器图11-8 万向联轴器（3）万向联轴器
万向联轴器用于两轴相交某一角度的传动，两轴的角度偏斜可达350~450。万向联轴器由两个具有叉状端部的万向接头和十字销组成。这种联轴器有一个缺点，就是当主动轴作等速转动时，从动轴作变角速转动。如果要是它们的角速度相等。则可应用两套万向联轴器，使主动轴及从动轮同步传动。若两轴线不重合，即使主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期性的变速转动。双万向联器可避免这一缺点。万向联轴器能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，效率高，可用于相交轴间的联接，或有较大角位移的场合。如图11-8所示。
2、有弹性元件的挠性联轴器
如前所述，这类联轴器因装有弹性元件，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愈多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能及弹性变形时零件间的摩擦功愈大、则联轴器的减振能力愈好。这类联轴器目前应用很广，品种亦愈来愈多。制造弹性元件的材料有非金属和金属两种。非金属有橡胶、塑料等，其特点为质量小，价格便宜，有良好的弹性滞后性能，因而减振能力强。金属材料制成的弹性元件(主要为各种弹簧)则强度高、尺寸小而寿命较长。
1）弹性套柱销联轴器
弹性套柱销联轴器及凸缘联轴器相似，只是用带有非金属（如橡胶）弹性套的柱销取代螺栓。如图11-9所示。靠弹性套的弹性来缓冲减震和补偿两轴偏移，适于起动频繁、载荷变化，但载荷不太大的场合。
2）尼龙柱销联轴器
尼龙柱销联轴器可以看成为弹性圈柱销联轴器简化而成。即采用尼龙柱销代替弹性圈和金属柱销。如图11-10所示。为了防止柱销滑出，在柱销两端配置挡圈。结构简单，安装、制造方便，耐久性好，也有吸振和补偿轴向位移的能力。常用于轴向窜动量较大，经常正反转，起动频繁，转速较高的场合，可代替弹性圈柱销联轴器。
图11-9弹性套柱销联轴器图11-10尼龙柱销联轴器
11.1.4联轴器的选择
联轴器品种、型式、规格很多，在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上，根据传动的需要来选择联轴器，首先从已经制订为标准的联轴器中选择，目前我过制订为国际和行标的联轴器有数十种，这些标准联轴器绝大多数是通用联轴器，每一种联轴器都有各自的特点和适合范围，基本能够满足多种工况的需要，一般情况下设计人员无需自行设计联轴器，只有在现有标准联轴器不能满足需要时才自行设计联轴器。标准联轴器选购方便，价格比自行设计的非标准联轴器要便宜很多。在众多的标准联轴器中，正确选择适合自己需要的最佳联轴器，关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题，也关系到机械产品的质量。设计人员在选用联轴器时应立足于从轴系传动的角度和需要来选择联轴器，应避免单纯的只考虑主、从动端联接选择联轴器。必要时，可对其易损的薄弱环节进行负荷能力的校核计算，转速高时，还应验算其外缘的离心应力和弹性元件的变形，进行平衡检验等。
1、联轴器类型的选择
选择联轴器类型时，应考虑：
（一）动力机的机械特性
动力机到工作机之间，通过一个或数个不同品种型式、规格的联轴器将主、从动端联接起来，形成轴系传动系统。在机械传动中，动力机不外乎电动机、内燃机和气轮机。由于动
力机工作原理和机构不同，其机械特性差别较大，有的运转平稳，有的运转时有冲击，对传动系统形成不等的影响。根据动力机的机械特性，将动力机分为四类。见表11-1。
表11-1动力机系数Kw
动力机的机械特性对整个传动系统有一定的影响，不同类别的动力机，由于其机械特性不同，应选取相应的动力机系数Kw ，选择适合于该系统的最佳联轴器。动力机的类别是选择联轴器品种的基本因素，动力机的功率是确定联轴器的规格大小的主要依据之一，及联轴器转矩成正比。固定的机械产品传动系统中的动力机大都是电动机，运行的机械产品传动系统（例如船舶、各种车辆等）中的动力机多为内燃机，当动力机为缸数不同的内燃机时，必须考虑扭振对传动系统的影响，这种影响因素及内燃机的缸数、各缸是否正常工作有关。此时一般应选用弹性联轴器，以调整轴系固有频率，降低扭振振幅，从而减振、缓冲、保护传动装置部件，改善对中性能，提高输出功率的稳定性。
（二）载荷类别
由于结构和材料不同，用于各个机械产品传动系统的联轴器，其载荷能力差异很大。载荷类别主要是针对工作机的工作载荷的冲击、振动、正反转、制动、频繁启动等原因而形成不同类别的载荷。为便于选用计算，将传动系统的载荷分为四类，见表11-2。
11-2 载荷类别
表
传动系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本依据。冲击、振动和转矩变化较大的工作载荷，应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器，以缓冲、减振、补偿轴线偏移，改善传动系统工作性能。起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍，是超载工作，必然缩短联轴器弹性元件使用寿命，联轴器只允许短时超载，一般短时超载不得超过公称转矩的2~3 倍，即[Tmax] ≥ 2~3T n。
低速工况应避免选用只适用于中小功率的联轴器，例如：弹性套柱销联轴器、芯型弹性联轴器、多角形橡胶联轴器、轮胎式联轴器等；需要控制过载安全保护的轴系，宜选用安全联轴器；载荷变化较大的并有冲击、振动的轴系，宜选择具有弹性元件且缓冲和减振效果较好的弹性联轴器。金属弹性元件弹性联轴器承载能力高于非金属弹性元件弹性联轴器；弹性元件受挤压的弹性联轴器可靠性高于弹性元件受剪切的弹性联轴器。
（三）联轴器的许用转速
联轴器的许用转速范围是根据联轴器不同材料允许的线速度和最大外缘尺寸，经过计算而确定。不同材料和品种、规格的联轴器许用转速的范围不相同，改变联轴器的材料可提高联轴器许用转速范围，材料为钢的许用转速大于材料为铸铁的许用转速。用于
n>5000r/min 工况条件的联轴器，应考虑联轴器外缘离心力和弹性元件变形等影响因素，并应作动平衡。高速时不应选用非金属弹性元件弹性联轴器，高速时形成弹性元件变形，宜选用高精度的挠性联轴器，目前国外用于高速的联轴器不外乎膜片联轴器和高精度鼓形齿式联轴器。
（四）联轴器所联两轴相对位移
联轴器所联两轴由于制造误差、装配误差、安装误差、轴受载而产生变形、基座变形、轴承受损、温度变化（热胀、冷缩）、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。一般情况下，两轴相对位移是难以避免的，但不同工况条件下的轴系传动所产生的位移方向，即轴向（x ）、径向（y ）、角向（α）以及位移量的大小有所不同。如表11-3所示。
表11-3 挠性联轴器和弹性联轴器许用补偿量
只有挠性联轴器才具有补偿两轴相对位移的性能，因此在实际应用中大量选择挠性联轴器。刚性联轴器不具备补偿性能，应用范围受到限制，因此用量很少。角向（α）唯一较大的轴系传动宜选用万向联轴器，有轴向窜动，并需控制轴向位移的轴系传动，应选用膜片联轴器；只有对中精度很高的情况下选用刚性联轴器。
（五）联轴器的传动精度
小转矩和以传递运动为主的轴系传动，要求联轴器具有较高的传动精度，宜选用金属弹性元件的挠性联轴器。大转矩个传递动力的轴系传动，对传动精度亦有要求，高转速时，应避免选用非金属弹性元件弹性联轴器和可动元件之间有间隙的挠性；联轴器，宜选用传动精度高的膜片联轴器。
（六）联轴器尺寸、安装和维护
联轴器外形尺寸，即最大径向和轴向尺寸，必须在机器设备允许的安装空间以内。应选择装拆方便、不用维护、维护周期长或者维护方便、更换易损件不用移动两轴、对中间调整容易的联轴器。大型机器设备调整两轴对中较困难，应选择使用耐久和更换易损件方便的联轴器。金属弹性元件挠性联轴器一般比非金属弹性元件挠性联轴器使用寿命长。需密封润滑和使用不耐久的联轴器，必然增加维护工作量。对于长期连续运转和经济效益较高的场合，例如我国冶金企业的轧机传动系统的高速端，目前普遍采用的是齿式联轴器，齿式联轴器虽然理论上传递转矩大，但必须在润滑和密封良好的条件下才能耐久工作，且需经常检查密封状况，注润滑油或润滑脂，维护工作量大，增加了辅助工时，减少了有效工作时间，影响生产效益。国际上工业发达国家，已普遍选用使用寿命长、不用润滑和维护的膜片联轴器取代鼓形齿式联轴器，不仅提高了经济效益，还可以净化工作环境。在轧机传动系统选用我过研制的弹性活销联轴器和扇形块弹性联轴器，不仅具有膜片联轴器的优点，而且缓冲减振效果好，价格便宜。
（七）工作环境
联轴器及各种不同主机产品配套使用，周围的工作环境比较复杂，如温度、湿度、水、蒸汽、粉尘、砂子、油、酸、碱、腐蚀介质、盐水、辐射等状况，是选择联轴器时必须考虑的重要因素之一。对于高温、低温、有油、酸、碱介质的工作环境，不宜选用以一般橡胶为弹性元件材料的挠性联轴器，应选择金属弹性元件挠性联轴器，例如膜片联轴器、蛇形弹簧联轴器等。弹性柱销式联轴器由于运转时柱销的窜动，自身噪声大，对于噪声有严格要求的场合就不应选用。
（八）经济性
由于各品种、型式、规格的联轴器结构、材料、大小和精度不同，其成本和造价相差很大。一般精度要求的联轴器成本低于高精度要求的联轴器；结构简单、工艺性好的联轴器成本低于结构复杂、工艺性差的联轴器；采用一般材料作原料的联轴器成本低于采用特殊材料作原料的联轴器；非金属弹性元件挠性联轴器的成本低于金属弹性元件挠性联轴器。在选择联轴器时，价格是不可忽视的重要因素，有时甚至是决定因素。对于一般工况条件，就无必要选择价格较贵的高精度联轴器，选用者往往因为经济的原因不能选用某些性能虽好但价格较高的挠性联轴器。在选择联轴器时应根据选用各自实际情况和要求，综合考虑上述各种因素，从现有标准联轴器中选取最适合于自己需要的联轴器品种、型式和规格。一般情况下现有的标准联轴器基本可以满足不同工况的需要。
2、联轴器型号、尺寸的确定
对于已标准化和系列化的联轴器，选定合适类型后，可按转矩、轴直径和转速等确定联轴器的型号和结构尺寸。
联轴器的计算转矩：
T ca =K A T
式中：T 为联轴器的名义转矩(N.m)；
T ca 为联轴器的计算转矩(N.m)；
K A 为工作情况系数，其值见表11-4(此系数也适用于离合器的选择)。 A
分类 工作情况及举例 电动机、汽轮机 四缸和
四缸以上内燃机
双缸内燃机 单缸内
燃机
Ⅰ 转矩变化很小，如发电机、小型通风机、小型离心泵 1.3
1.5 1.8
2.2 Ⅱ 转矩变化小，如透平压缩机、木工机床、运输机 1.5 1.7
2.0 2.4 Ⅲ 转矩变化中等，如搅拌机、增压泵、有飞轮的压缩机、冲床 1.7 1.9
2.2 2.6 Ⅳ 转矩变化和冲击载荷中等，如织布机、水泥搅拌机、拖拉机 1.9 2.1
2.4 2.8 Ⅴ 转矩变化和冲击载荷大，如造纸机、挖掘机、起重机、碎石机 2.3 2.5
2.8
3.2 Ⅵ 转矩变化大并有极强烈冲击载荷，如压延机、无飞轮
的活塞泵、重型初轧机 3.1
3.3 3.6
4.0 根据计算转矩、轴直径和转速等，由下面条件，可从有关手册中选取联轴器的型号和结构尺寸。
[]ca T T ≤，max n n ≤
式中：[T ]为所选联轴器的许用转矩(N.m)；
n 为被联接轴的转速(r/min)；
n max 为所选联轴器允许的最高转速(r/min)。
多数情况下，每一型号的联轴器适用的轴径均有一个范围。标准中已给出轴径的最大及最小值，或者给出适用直径的尺寸系列，被联接的两轴应在此范围之内。一般情况下，被联接的两轴的直径是不同的，两个轴端的形状也可能不同。
3、联轴器的选择算例
例11-1 如图所示，在电机及增压油泵用联轴器相联。已知电机功率P ＝7.5KW ，转速n ＝960r/min,电机伸出轴端的直径d 1＝38mm ，油泵轴的直径d 2=42mm ，选择联轴器型号。 解：因为轴的转速较高，启动频繁，载荷有变化，宜选用缓冲性较好，同时具有可移性的弹性套柱销联轴器。
计算转矩：T ca =K A T
查表11-1得：K ＝1.7。名义转矩
7.59550955074.6960
P T N m n ===?
所以： 1.774.6126.8ca T N m =?=?
查手册选用弹性套柱销联轴器
38826 GB4323-8442112
Y TL Y ?? 附：TL 6弹性套柱销联轴器的技术参数为
公称扭矩：250N.m
许用转速：n max ＝3300r/min (联轴器材料为铁)
n max ＝3800r/min (联轴器材料为钢)
轴孔直径：d min ＝32mm ，d max ＝42mm 。
联轴器及离合器教案教材 11.2 离合器
离合器是在传递运动和动力过程中，通过各种操作方式使连接的两轴随时接合或分离的一种机械装置。可用来操纵机器传动系统的启动、停止、变速及换向等。由于离合器是在不停车的状况下进行两轴的结合及分离，因而离合器应保证离合迅速、平稳、可靠、操纵方便、耐磨且散热好。
离合器种类繁多，根据工作性质可分为:①操纵式离合器，其操纵方法有机械的、电磁的、气动的和液力的等，如嵌人离合器(通过牙、齿或键的嵌合传递扭矩)，摩擦离合器(利用摩擦力传递扭矩);②自动式离合器，用简单的机械方法自动完成接合或分开动作，又分为安全离合器(当传递扭矩达到一定值时传动轴能自动分离，从而防止过载，避免机器中重要零件损坏)、离心离合器(当主动轴的转速达到一定值时，由于离心力的作用能使传动轴间自行连接或超过某一转速后能自行分离)、定向离合器〔又称超越离合器，利用棘轮一棘爪的啃合或滚柱、楔块的楔紧作用单向传递运动或扭矩，当主动轴反转或转速低于从动轴时，离合器就自动分开)。
离合器按照结合元件的工作原理又可分为嵌合式和摩擦式两种。嵌合式离合器利用机械嵌合副的接合来传递转矩 ；摩擦式离合器利用摩擦副的摩擦力。
11.2.1 嵌合式离合器
嵌合式离合器靠啮合实现传动。由端面带牙的两半离合器所组成，一个用平键和主动轴连接，另一个用导向键或花键及从动轴相连接。利用操纵系统拨动滑环，使其作轴向移动，实现两套筒的结合及分离。另外，为保证两轴线的对中，在及主轴连接的半离合器中固定有对中环。
如图11-11所示，嵌合式离合器有常见的牙嵌式、齿式、销式、拉键式和转键式等。其结构简单、尺寸较小、工作时牙间无相对滑动，因而可使两轴同步。但结合动作应在两轴不转动或两轴转速差很小时进行，以免凸牙或其他结合元件因受冲击载荷而断裂。
牙嵌式 齿式 销式 拉键式 转键式
图11-11嵌合式离合器的型式
11.2.2 摩擦离合器
摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器，摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面问的最大静摩擦力矩，而后者又由摩擦面间最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。故对于一定结构的离合器来说，静摩擦力矩是一个定值，输人转矩一达到此值，离合器就会打滑，因而限制了传动系统所受转矩，防止超载。按其结构形式可将离合摩擦器分为：圆盘式、圆锥式等。圆盘式摩擦离合器又可分为单盘式和多盘式。
1）单圆盘摩擦离合器
图11-12是单圆盘摩擦离合器的结构图。 摩擦离合器的接触面可以是平面或锥面在同样的压紧力下，锥面可以传递更大的转矩。及嵌合式离合器相比，摩擦式离合器可以在两轴任何速度下离合，且结合平稳无冲击，通过调节摩擦面间的压力可以调节所传递扭矩的大小，因而也就具有了过载保护作用。但工作时有可能两摩擦盘之间发生相对滑动，
不能保证两轴
的精确同步。单圆盘摩擦离合器结构简单，散热性好，但传递的转矩不大。
图11-12单圆盘摩擦离合器图11-13多圆盘摩擦离合器
2）多圆盘摩擦离合器
图11-13是多片式摩擦离合器的结构图。其中，主动轴1、外套２和一组外摩擦片4组成主动部分，外摩擦片4可以沿外套的内槽移动。从动轴10、套筒9和一组内摩擦片5组成从动部分，内摩擦片5 可以沿套筒9上的槽滑动。在套筒9上开有均布的三个纵向槽。槽内安装有曲臂压杆8。当操纵滑环7左移时，通过曲臂压杆8顺时针转动，将两组摩擦片压紧，离合器处于接合状态，主动轴1带动从动轴10转动。当操纵滑环7右移时，通过曲臂压杆8 下面的弹簧片使8逆时针转动，两组摩擦片压力消除，离合器处于分离状态。双螺母6靠调整内、外两组摩擦片的间距，来调整摩擦片之间的压力。碟形摩擦片在离合器分离时能借助其弹性自动恢复原状，有利于内、外摩擦片快速分离。
及牙嵌离合器比较，摩擦离合器具有下列优点：
(1)在任何不同转速条件卞两轴都可以进行接合；
(2)过载时摩擦面间将发生打滑，可以防止损坏其他零件；
(3)接合较平稳，冲击和振动较小。
摩擦离合器在正常的接合过程中，从动轴转速从零逐渐加速到主动轴的转速，因而两摩擦面间不可避免地会发生相对滑动。这种相对滑动要消耗一部分能量，并引起摩擦片的磨损和发热。
11.2.3安全离合器
安全离合器及安全联轴器的功用类似，用于当机器过载时自动脱开，以保护机器重要零件不因过载而损坏。
（a）（b）
图11-14单圆盘摩擦离合器
如图11-14它及安全联轴器的主要区别在于，当机器所受载荷恢复正常后，前者自动集合，继续进行动力传递，而后者则无法自动接合，需重新更换剪切销。常用的安全离合器有牙嵌式安全离合器和滚珠式安全离合器。
在工作时能根据机器运转参数（如转矩或转速）的变化自动完成接合和分离的离合器称为自动离合器。当传递的转矩超过一定数值时自动分离的离合器，因为有防止系统过载的安全保护作用，称为安全离合器。
11.2.4离心离合器
离心式离合器是传动轴（主动轴）达到一定转速时，离心块在离心力的作用下，自动分离或结合的离合器。如图11-15所示。
离心式离合器较其他离合器而言，它不需要另外的一套操纵机构，过载时还能起到安全保护作用。离心式离合器因为其特有的优势，在工业中有着广泛的应用。其典型的应用包括小型工程机械、园林机械、钻探机械、风机、离心机、压缩机和压力机等。
图11-15 离心离合器图11-16 定向离合器
11.2.5定向离合器
定向离合器是一种随速度的变化或回转方向的变换而能自动接合或分离的离合器，它只能单向传递转矩。如锯齿型牙嵌离合器，只能单向传递转矩，反向时自动分离。棘轮机构也可以作为定向离合器。
如图所示11-16为一种滚柱式定向离合器，它由星轮、外环、滚柱和弹簧顶杆等组成。弹簧顶杆的推力使滚柱及星轮和外环经常接触。如果星轮为主动件并按图示方向顺时针回转，滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内，从而带动外环回转，这是离合器处于接合状态。当星轮反向回转时，滚柱则被推到槽中宽敞部分，离合器处于分离状态。这种离合器工作时没有噪声，故适用于高速传动，但制造精度要求较高。
当外环及星轮作顺时针方向的同向回转时，根据相对运动原理，若外环的速度大于星轮转速魅力和气处于分离状态。反之，如外环的转速小于星轮的转速，则离合器处于接合状态，故又称为超越离合器。其特点是特点：单向转矩。宜用于低速场合。
联轴器和离合器在功能上的共同点：均用于轴及轴之间的连接，使两轴一起转动并传递转矩。联轴器和离合器工功能上的区别：联轴器只有在机器停止运转后才能将其拆卸，使两轴分离；而离合器可在机器运动过程中随时使两轴接合或分离。
习题及思考
11-1联轴器和离合器的功用是什么?两者有何异同?
11-2刚性联轴器及挠性联轴器有何差异?它们各适用于什么场合了
11-3如何选择联轴器的类型及尺寸?
11-4 在联轴器的设计计算中，引入工作情况系数K A，应考虑那些因素的影响？ 11-4某机床的电动机及主轴之间采用弹性套柱销联轴器连接，已知:功率P=10 Kw.转速n=1 460r/min，电动机轴伸直径d=42 mm，试选择所需要的联轴器。
联轴器与离合器 一、单项选择题 1 对低速、刚性大的短轴，常选用的联轴器为。 A. 刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器 C. 弹性联轴器 D. 安全联轴器 2 在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，一般选用。 A. 刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器 C. 弹性联轴器 D. 安全联轴器 3 联轴器与离合器的主要作用是。 A. 缓冲、减振 B. 传递运动和转矩 C. 防止机器发生过载 D. 补偿两轴的不同心或热膨胀 4 金属弹性元件挠性联轴器中的弹性元件都具有的功能。 A. 对中 B. 减磨 C. 缓冲和减振 D. 装配很方便 5 离合器接合最不平稳。 A. 牙嵌 B. 摩擦 C. 安全 D. 离心 二、填空题 6 当受载较大，两轴较难对中时，应选用联轴器来联接；当原动机的转速高且发出动力的较不稳定时，其输出轴与传动轴之间应选用联轴器来联接。 7 传递两相交轴间运动而又要求轴间夹角经常变化时，可以采用联轴器。 8 在确定联轴器类型的基础上，可根据、、、来确定联轴器的型号和结构。 9 按工作原理，操纵式离合器主要分为、和三类。 10 联轴器和离合器是用来部件；制动器是用来 的装置。 11 用联轴器连接的两轴分开：而用离合器连接的两轴在机器工作时。 12 挠性联轴器按其组成中是否具有弹性元件，可分为联轴器和 联轴器两大类。 13 两轴线易对中、无相对位移的轴宜选联轴器：两轴线不易对中、有相对位移的长轴宜选联轴器；起动频繁、正反转多变、使用寿命要求长的大功率重型机械宜选联轴器；起动频繁、经常正反转、受较大冲击载荷的高速轴宜选联轴器。 14 牙嵌离合器只能在或时进行接合。 15 摩擦离合器靠来传递扭矩，两轴可在时实现接合或分离。 三、问答题 16 联轴器和离合器的功用有何相同点和不同点?
1、联轴器和离合器的主要作用是（）。 A.连接两轴一同旋转并传递转矩 B.补偿两轴的相对位移 C.防止机器发生过载 D.缓和冲击减少振动 2、若两轴刚性较大，对中性好，不发生相对位移，工作中载荷平稳转速稳定时，宜选用（）联轴器。 A. 刚性凸缘 B. 十字滑块 C. 弹性套柱销 D.齿式 3、对于轴线相交的两轴间宜选用（）联轴器。 A. 十字滑块 B. 弹性套柱销 C. 十字轴式万向 D.套筒 4、若两轴径向位移较大、转速较低、载荷平稳无冲击时，宜选用（）联轴器。 A. 凸缘 B. 齿式 C. 尼龙柱销 D.十字滑块 5、对于连接载荷平稳、需正反转或启动频繁的传递中小转矩的轴，宜选用（）联轴器。 A. 十字滑块 B. 弹性套柱销 C. 十字轴式万向 D.齿式 6、对于要求有综合位移、传递转矩较大、结构紧凑、启动频繁、经常正反转的重型机械常选用（）联轴器。 A. 凸缘 B. 齿式 C. 轮胎 D.滑块 7、齿式联轴器允许轴线具有（）位移，十字滑块联轴器允许轴线具有（）位移（均答一种主要位移）。 8、牙嵌离合器的常用牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形等，当传递较大转矩时常常采用的牙型为梯形，因为（） A. 强度高，容易结合和分离且能补偿磨损 B. 接合后没有相对滑动 C. 牙齿结合面间有轴向力作用 9、当摩擦盘外径、内径尺寸一定时，单盘摩擦离合器所能传递的转矩大小取决于（）。 A.摩擦盘的材料和工作条件 B. 摩擦盘间的摩擦因数和压紧力 C. 摩擦盘的基本许用压力 10、多盘摩擦离合器的内摩擦片有时做成碟形，这是因为（） A. 减轻盘的磨损 B. 增大当量摩擦因数 C. 使离合器分离迅速 D.提高盘的高度 11、当受载较大、两轴较难对中时，应选用（）联轴器来连接，当原动机发出的动力较不稳定时，其输出轴与传动轴之间应选用（）联轴器来连接。一般对低速、刚性大的短轴，可选用（）联轴器，对低速、刚性小的长轴，则选用（）联轴器。 12、电动机经减速器驱动链式输送机工作，已知电动机的功率15Kw，电动机转速1460r/min，电动机的直径和减速器输入轴的直径均为42mm，两轴同轴度好，输送机工作时启动频繁并有轻微冲击，试选择联轴器的类型和型号。 13、试说明下列联轴器标记的含义 TL5联轴器ZC28X44/(JB25X62)GB/T4323-2002
第十三章联轴器与离合器 一、单项选择题 1对低速、刚性大的短轴，常选用的联轴器为。 A.刚性固定式联轴器 B.刚性可移式联轴器 C.弹性联轴器 D.安全联轴器 2在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，一般选用。 A.刚性固定式联轴器 B.刚性可移式联轴器 C.弹性联轴器 D.安全联轴器 3联轴器与离合器的主要作用是。 A.缓冲、减振 B.传递运动和转矩 C.防止机器发生过载 D.补偿两轴的不同心或热膨胀 4金属弹性元件挠性联轴器中的弹性元件都具有的功能。 A.对中 B.减磨 C.缓冲和减振 D.装配很方便 5离合器接合最不平稳。 A.牙嵌 B.摩擦 C.安全 D.离心 6．联轴器与离合器的主要作用是B。 A．缓冲、减振B．传递运动和转矩C．防止机器发生过载D．补偿两轴的偏移 7．用来联接两轴，并需在转动中随时接合和分离的连接件为B。 A．联轴器B．离合器C．制动器 8．下述联轴器中，传递载荷较大的是A。 A．齿式联轴器B．滑块联轴器C．万向联轴器 9．有过载保护作用的机械部件是D。 A．齿式联轴器B．万向联轴器C．牙嵌联轴器D．圆盘摩擦离合器 10．汽车变速箱输出轴和后桥之间采用的联轴器是C。 A．凸缘联轴器B．十字滑块联轴器C．万向联轴器D．弹性柱销联轴器 11．用于两轴交错传动中可选用B。 A．套筒联轴器B．十字滑块联轴器C．万向联轴器D．齿式联轴器 12．两轴在工作中，需要单向接合传动时，应选用A。 A．牙嵌离合器B．摩擦离合器C．超越离合器D．安全离合器 13．当两轴转速较高,且需在工作中经常接合和分离时，宜选用B。 A．牙嵌离合器B．摩擦离合器C．超越离合器D．安全离合器 14．不能补偿两轴间的偏移和偏斜的联轴器是A。 A．凸缘联轴器B．十字滑块联轴器C．弹性联轴器D．齿式联轴器 15．十字滑块联轴器属于C联轴器。 A．刚性联B．弹性C．无弹性元件挠性D．安全 二、填空题 16当受载较大，两轴较难对中时，应选用联轴器来联接；当原动机的转速高且发出动力的较不稳定时，其输出轴与传动轴之间应选用联轴器来联接。 17传递两相交轴间运动而又要求轴间夹角经常变化时，可以采用联轴器。 18在确定联轴器类型的基础上，可根据、、、来确定联轴器的型号和结构。 19按工作原理，操纵式离合器主要分为、和三类。 20联轴器和离合器是用来部件；制动器是用来的装置。 21用联轴器连接的两轴分开：而用离合器连接的两轴在机器工作时。 22挠性联轴器按其组成中是否具有弹性元件，可分为联轴器和联轴器两大类。 23两轴线易对中、无相对位移的轴宜选联轴器：两轴线不易对中、有相对位移的长轴宜选联轴器；起动频繁、正反转多变、使用寿命要求长的大功率重型机械宜选联轴器；起动频繁、经常正反转、受较大冲击载荷的高速轴宜选联轴器。 24牙嵌离合器只能在或时进行接合。 25摩擦离合器靠来传递扭矩，两轴可在时实现接合或分离。 26．联轴器和离合器都是用来连接两轴。所不同的是，联轴器只能保持两轴的接合，而离合器却可在机器的运转完成两轴的接合和分离。 27．联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩。 28．根据联轴器补偿两轴偏移能力的不同可将其分为两大类：刚性联轴器和挠性联轴器。 29．常用挠性联轴器可分为无弹性元件联轴器和弹性联轴器两类。 30．常用的无弹性元件的挠性联轴器有：十字滑块联轴器、万向联轴器和齿式联轴器等。 31．常用的离合器有：牙嵌式离合器、摩擦离合器和特殊功用离合器等。 32．联轴器的类型确定以后，应根据计算转矩、轴端直径和转速等，来确定联轴器的型号及相关尺寸。 33．当安全离合器传递的转矩超过一定数值后，主、从动轴自动分离，从而保护机器中其
第十三章联轴器、离合器、制动器的测试题 姓名分数 一、选择题 1、联轴器与离合器的主要作用是（ C ）。 A．缓和冲击和振动 B．补偿两轴间的偏移 C．联接两轴并传递运动和转矩 D．防止机器发生过载 2、刚性联轴器和挠性联轴器的主要区别是（ B ）。 A．挠性联轴器内装有弹性件，而刚性联轴器没有 B．挠性联轴器能补偿两轴间的偏移，而刚性联轴器不能 C．刚性联轴器要求两轴对中，而挠性联轴器不要求对中 D．挠性联轴器过载时能打滑，而刚性联轴器不能 3、刚性联轴器不适用于（ A ）工作场合。 A．两轴线有相对偏移 B．传递较大转矩 C．两轴线要求严格对中 4、安装凸缘联轴器时，对两轴的要求是（ A ）。 A．两轴严格对中 B．两轴可有径向偏移 C．两轴可相对倾斜一角度 D．两轴可有综合位移 5、齿轮联轴器的特点是（ A ）。 A．可补偿两轴的综合位移 B．可补偿两轴的径向偏移 C．可补偿两轴的角偏移 D．有齿顶间隙，能吸收振动 6、下列（ D ）不是弹性套柱销联轴器的特点。 A．结构简单，装拆方便 B．价格低廉 C．能吸收振动和补偿两轴的综合位移 D．弹性套不易损坏，使用寿命长 7、啮合式离合器适用于在（ D ）接合。 A．单向转动时 B．高速转动时 C．正反转工作时 D．低速或停车时
8、凸缘联轴器（） A、结构简单，使用方便，但只能传递较小的转矩 B、属于刚性联轴器 C、对所连接的两轴之间的相对位移具有补偿能力 D、采用剖分环配合的对中性比采用凸肩凹槽配合的好（B） 9、万向联轴器是（） A、刚性联轴器 B、无弹性元件挠性联轴器 C、非金属弹性元件挠性联轴器 D、刚性安全离合器（B） 10、（）具有良好的补偿性，允许有综合位移,可在高速重载下可靠地工作，常用于正反转变化多、启动频繁的场合。 A、齿轮联轴器 B、套筒联轴器 C、万向联轴器 D、滑块联轴器（A） 11、（）结构与凸缘联轴器相似，只是用带有橡胶弹性套的柱销代替了连接螺栓。制作容易，装拆方便，成本较低，但使用寿命短。适用于载荷平稳，启动频繁，转速高，传递中、小转矩的轴。 A、凸缘联轴器 B、弹性套柱销联轴器 C、万向联轴器 D、滑块联轴器（B） 12、（）结构比弹性套柱销联轴器简单，制造容易，维护方便。适用于轴向窜动量较大、正反转启动频繁的传动和轻载的场合。 A、凸缘联轴器 B、弹性套柱销联轴器 C、万向联轴器 D、弹性柱销联轴器（D） 13、按制动零件的结构特征，制动器一般分为（） A、手动式、自动式、电子式 B、闸带式、内涨式、外抱式 C、钢铁式、塑料式、木制式（B） 14、某机器的两轴，要求在任何转速下都能接合，应选择__ A ___离合器。 A．摩擦 B．啮合 C．齿形 D．超越 15、（）利用两个半联轴器上的凸肩与凹槽相嵌合而对中。结构简单，装拆方便，可以传递较大的转矩。适用于两轴对中性好、低速、载荷平稳及经常拆卸的场合 A、凸缘联轴器 B、套筒联轴器 C、万向联轴器 D、滑块联轴器（A） 16、（）联轴器结构简单，径向尺寸小，但被连接的两轴拆卸时需作轴向移动。通常用于
第十三章联轴器、离合器和制动器（A卷） 年级第学期专业班级《机械基础》课程提示： （1）考试时间为100分钟。满分值为100分。 （2）请把答案填入答题纸的相应位置。 一、填空题：（每空2分，共20分） 1. 制动器一般是利用来降低机器运动部件的或使其的装置。 2. 一般按制动零件的结构特征，制动器可分为、和等。 3. 制动器的零件要有足够的和，而制动器要有较高的和。 二、单选题：（每题2分，共36分） 1. （）应用于载荷平稳，启动频繁，转速高，传递中、小转矩的场合。 A．齿轮联轴器 B．滑块联轴器 C．弹性套柱销联轴器 2. （）具有良好的补偿性，允许有综合位移。 A．滑块联轴器 B．套筒联轴器 C．齿轮联轴器 3. 为了降低某些运动部件的转速或使其停止，就要利用（）。 A．制动器 B．联轴器 C．离合器 4. （）一般适用于低速、轴的刚度较大、无剧烈冲击的场合。 A．凸缘联轴器 B．滑块联轴器 C．万向联轴器 5. （）制动器结构简单，径向尺寸小，但制动力不大。 A．闸带式 B．内涨式 C．外抱块式6. （）离合器多用于机床变速箱中。 A．齿形 B．摩擦 C．牙嵌式 7. 若将电动机的转轴与减速器输入轴连接在一起，应当采用（）；若将电动机的转轴与变速箱输入轴连接在一起，应当使用（）。 A．联轴器 B．离合器 C．制动器 8. 工作时需要注入润滑油进行润滑的联轴器是（）。 A．齿形联轴器 B．凸缘联轴器 C．万向联轴器 9. （）允许两轴间有较大的角位移，且传递转矩较大。 A．套筒联轴器 B．万向联轴器 C．凸缘联轴器 10. 如图所示是（）离合器 A．超越 B．齿形 C．牙嵌式 11. （）离合器具有过载保护作用。 A．齿形 B．摩擦 C．牙嵌式 12. （）制动器广泛应用于各种车辆以及结构尺寸受限制的机械中。 A．外抱块式 B．内涨式 C．闸带式 13. 如图所示是（）离合器。
第17章课后习题答案 17-1解1）选择型号：因此类机组一般为中小型，所需传递的功率中等，直流发电机载荷平稳，轴的 弯曲变形较小，联接之后不再拆动，故选用传递转矩大、结构简单的固定式刚性联轴器，如凸缘联轴器。 2）按传递最大功率求计算转矩 转矩。 由教材表17-1查得，当工作机为发电机时的工作情况系数。则计算转矩 根据计算转矩、轴的转速、外伸轴直径d=45mm查手册，可用标准GB5843- 1986铰制孔型凸缘联轴器YL9。其许用转矩为，许用最大转速 。其 他主要尺寸：螺栓孔中心所在圆直径，6只M10 螺栓。 17-2解（1）选择型号：因汽轮发电机组的转子较重，传递的转矩特大，轴有一定的弯曲变形，工作 环境为高温高压蒸汽，轴有伸长，故选用耐温的齿式联轴器。 （2）求计算转矩 转矩。 由教材表17-1,当工作机为发电机原动机为汽轮机时的工作情况系数仍可取 。则计算转矩 根据计算转矩、轴的转速、外伸轴直径d=120mm查手册，可用标准ZB19012- 1989GCLD型鼓型齿式联轴器GCLD7。其许用转矩为，许用最大转速 。 17-3
图17.2 题17-3图图17.3 题17-3解图解可选用一超越离合器，如图17.3所示。电动机1和电动机2的转速是相同的，但电动机1经过蜗杆蜗 轮传动后，转速降至，并有。当两电机同时开动时，因，超越离合器松开， 传不到轴上，轴由电机2带动。若电动机1开动后，再停止电动机2，那么当电动机2停止转动 时，，，超越离合器被滚珠楔紧带动轴旋转。所以任何时间都不会 卡死。 17-4 图17.4 题17-4图 解（1）求计算转矩 转矩。 由教材表17-1查得，当工作机为车床时的工作情况系数。则计算转矩 （2）求摩擦面数目 由教材式（17-7）得
第十一章联轴器和离合器 联轴器和离合器是机械传动中的常用部件，常用于机床，汽车，起重机等各种工程机械行业。联轴器用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件如图11-1所示。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。离合器是汽车动力系统的重要部件，它担负着将动力与发动机之间进行切断与连接的工作如图11-2所示。1981年法国人制成摩擦片式离合器，摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器随着工业技术的发展，联轴器和离合器的类型越来越多，应了解各型号的结构特点以及应用场合并解决其选型等问题，以提高联轴器和离合器的工作能力，改善的联轴器和奔合器传动质量。 图11-1 联轴器图11-2离合器 本章知识要点 (1)了解联轴器的功用与分类特点。 (2)熟悉联轴器的选用方法，掌握联轴器选型计算步骤。 (3)了解离合器的功用与分类，熟悉摩擦式片离合器的工作原理。 兴趣实践 以汽车离合器为例，研究不同汽车上所选用的离合器类型有何不同，并对离合器的内部结构进行拆装，掌握其结构上的异同和特殊性，注意观察离合器制动的关键构件。 探索思考 根据工作环境和传动力矩的不同，应该怎样选择合适类型的联轴器？ 预习准备 本章讲学习联轴器和离合器的分类，工作原理、结构特点以及应用场合。着重预习联轴器的选型步骤和选型计算方法，并且了解联轴器和离合器的异同点。
11.1 联轴器 11.1.1联轴器的功用和分类 一般机械都是由原动机、传动机和工作机构组成，这三部分必须联接起来才能工作，而联轴器就是把它们联接起来的一种重要装置。联轴器主要用于两轴之间的联接，它也可用于轴和其它零件（卷筒、齿轮、带轮等）之间的联接。它的主要任务是传递扭矩。若要使两轴分离，必须通过停车拆卸才能实现。 联轴器所要联接的轴之间，由于存在制造、安装误差，受载受热后的变形以及传动过程中会产生振动等因素，往往存在着轴向、径向或偏角等相对位置的偏移,如图11-3所示。故联轴器除了传动外，还要有一定的位置补偿和吸振缓冲的功用。根据联轴器有无弹性元件可分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类，即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类，固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格对中。而可移动式联轴器允许两轴有一定的安装误差，对两轴的位移有一定的补偿能力。弹性联轴器视其所具有弹性元件材料的不同，又可以分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两类。弹性联轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还具有缓冲减振的作用。在刚性联轴器中，又存在固定式和移动式的区别。 图11-3两轴之间的相对位移 11.1.2. 固定式刚性联轴器 刚性联轴器无位移补偿能力，用在被连接两轴要求严格对中及工作中无相对位移之处。刚性联轴器中应用较多的是套筒式、夹壳式、凸缘式等几种类型，而凸缘联轴器是应用最多的一种。 1、套筒式联轴器 这是一类最简单的联轴器，如图11-4所示。这种联轴器是一个圆柱型套筒，用两个圆锥销键或螺钉与轴相联接并传递扭矩。此种联轴器没有标准，需要自行设计，例如机床上就经常采用这种联轴器。 图11-4套筒式联轴器 2、凸缘式联轴器 刚性联轴器种使用最多的就是凸缘式联轴器。它由两个带凸缘的半联轴器组成，两个半联轴器通过键分别与两轴相联接，并用螺栓将两个半联轴器联成一体，如图11-5所示。按对中方式分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型用凸肩和凹槽（D1）对中，并
联轴器和离合器 一选择题 (1) 联轴器和离合器的主要作用是 A 。 A. 联接两轴一同旋转并传递转矩 B. 补偿两轴的相对位移 C. 防止机器发生过载 D. 缓和冲击减少振动 (2) 若两轴的刚性较大、对中性好、不发生相对位移，工作中载荷平稳转速稳定时，宜选用 A 联轴器。 A. 刚性凸缘 B. 十字滑块 C. 弹性套柱销 D. 齿式 (3) 对于轴线相交的两轴间宜选用 C 联轴器。 A. 十字滑块 B. 弹性套柱销 C. 十字轴式万向 D. 套筒 (4) 若两轴间径向位移较大、转速较低、载荷平稳无冲击时，宜选用 D 联轴器。 A. 凸缘 B. 齿式 C. 尼龙柱销 D. 十字滑块 (5) 对于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的轴，宜选用B。 A. 十字滑块联轴器 B. 弹性套柱销联轴器 C. 十字轴式万向联轴器 D. 齿式联轴器 (6) 对于要求有综合位移、传递转矩较大、结构紧凑，起动频繁、经常正反转的重型机械常选用 B 联轴器。 A. 凸缘 B. 齿式 C. 轮胎 D. 滑块 T进行的，这是因为考虑 D 因 (7) 选择联轴器或对其主要零件进行验算时，是按照计算转矩ca 素。 A 旋转时产生离心载荷 B 机器起动时的惯性力矩和工作中的过载等 C 制造联轴器的材料性能有偏差 D 两轴对中不好时产生附加动载荷 (8) 牙嵌离合器的常用牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形等，当传递较大转矩时常常用的牙型为梯 形，因为 A 。 A. 强度高、容易结合和分离且能补偿磨损 B. 接合后没有相对滑动 C. 牙齿结合面间有轴向作用力 (9) 当摩擦盘外径、内径尺寸一定时，单盘摩擦离合器所能传递的转矩大小取决于 B。 A. 摩擦盘的材料和工作条件 B. 摩擦盘间的摩擦因数不和压紧力 F
二十三章联轴器和离合器考试复习与练习题 一、单项选择题 1 对低速、刚性大的短轴，常选用的联轴器为。 A. 刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器 C. 弹性联轴器 D. 安全联轴器 2 在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，一般选用。 A. 刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器 C. 弹性联轴器 D. 安全联轴器 3 联轴器与离合器的主要作用是。 A. 缓冲、减振 B. 传递运动和转矩 C. 防止机器发生过载 D. 补偿两轴的不同心或热膨胀 4 金属弹性元件挠性联轴器中的弹性元件都具有的功能。 A. 对中 B. 减磨 C. 缓冲和减振 D. 装配很方便 5 离合器接合最不平稳。 A. 牙嵌 B. 摩擦 C. 安全 D. 离心 二、填空题 6 当受载较大，两轴较难对中时，应选用联轴器来联接；当原动机的转速高且发出动力的较不稳定时，其输出轴与传动轴之间应选用联轴器来联接。 7 传递两相交轴间运动而又要求轴间夹角经常变化时，可以采用联轴器。 8 在确定联轴器类型的基础上，可根据、、、来确定联轴器的型号和结构。 9 按工作原理，操纵式离合器主要分为、和三类。 10 联轴器和离合器是用来部件；制动器是用来 的装置。 11 用联轴器连接的两轴分开：而用离合器连接的两轴在机器工作时。 12 挠性联轴器按其组成中是否具有弹性元件，可分为联轴器 和 联轴器两大类。 13 两轴线易对中、无相对位移的轴宜选联轴器：两轴线不易对中、有相对位移的长轴宜选联轴器；起动频繁、正反转多变、使用寿命要求长的大功率重型机械宜选联轴器；起动频繁、经常正反转、受较大冲击载荷的高速轴宜选联轴器。 14 牙嵌离合器只能在或时进行接合。 15 摩擦离合器靠来传递扭矩，两轴可在时实现接合或分离。 三、问答题
第14章 联轴器和离合器 一、选择题 1．当转速较高、所传递的转矩不大、需频繁启动，且两轴较难对中时，宜选用（ ）联轴器。 A．凸缘联轴器 B．十字滑块联轴器 C．弹性套柱销联轴器 D．齿式联轴器 【答案】C 【解析】弹性套柱销联轴器适宜于连接载荷平稳，需正、反转和启动频繁的传递、转矩较小的轴。 2．（ ）联轴器不是挠性联轴器。 A．十字滑块联轴器 B．凸缘联轴器 C．弹性柱销联轴器 D．轮胎联轴器 【答案】B 【解析】B项，凸缘联轴器属于刚性固定式联轴器，ACD三项均属于挠性联轴器。 3．在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，一般选用（ ）。
A．刚性固定式联轴器 B．刚性可移式联轴器 C．弹性联轴器 D．以上各项均可以 【答案】C 【解析】只有弹性联轴器能够缓和冲击和振动。 4．下列联轴器中，（ ）属于挠性联轴器。 A．套筒联轴器 B．夹壳联轴器 C．凸缘联轴器 D．齿轮联轴器 【答案】D 【解析】套筒联轴器、夹壳联轴器、凸缘联轴器都属于刚性联轴器，齿轮联轴器属于无弹性元件挠性联轴器。 5．下列联轴器中，（ ）必须进行润滑。 A．凸缘联轴器 B．齿轮联轴器 C．弹性柱销联轴器 D．轮胎联轴器 【答案】B
【解析】为了减少磨损，应对齿轮联轴器的齿面进行润滑。 6．联轴器和离合器的主要作用是（ ）。 A．缓和冲击和振动 B．补偿两轴间可能的位移 C．传递扭矩 D．防止机器发生过载 【答案】C 【解析】联轴器和离合器是连接两轴、使两轴共同旋转并传递转矩的机械部件。 7．选择或计算联轴器时，应该依据计算扭矩T ca，即T ca大于所传递的公称扭矩T，这是因为考虑到（ ）。 A．旋转时产生的离心载荷 B．机器不稳定运转时的动载荷和过载 C．制造联轴器的材料，其机械性能有偏差 D．两轴对中性不好时，产生的附加载荷 【答案】B 【解析】由于机器起动时的动载荷和运转过程中可能出现的过载现象，引入了工作情况系数K A，因此计算转矩T ca＝K A T。 8．在下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可缓冲吸振的是（ ）。 A．凸缘联轴器
习题十五联轴器和离合器 一、填空题 1.弹性联轴器的弹性元件有定刚度与变刚度之分，非金属材料的弹性元件是____，其刚度多随载荷 增大而____。 2.联轴器和离合器的功能都是用来____两轴且传递转矩。 3.离合器常用于两轴需要经常联接，分离和____的地方，它可在工作中就很方便地使两轴结合或分 离。 4.用联轴器联接的轴只能是停车后____才能使它们分离。 5.联轴器分为____联轴器和____联轴器两大类。 6.在不能保证被联接轴线对中的场合，不宜使用____联轴器。 7.万向联轴器适用于轴线有交角或距离____的场合。 8.弹性联轴器是靠弹性元件____补偿轴的相对位，弹性元件兼有____和____作用。 9.对载荷速度变化较大的机器，最好选用____联轴器。 10.牙嵌离合器只能在____或____时进行接合，若在运动中接合冲击____。 11.圆盘摩擦离合器____保证两轴严格同步，外廓尺寸____。 12.离合器分为____离合器和____离合器两大类。 13.刚性联轴器可分为____和____两种。 14.齿式联轴器适合于传递____的载荷，两轴综合位移____的场合，其速度较平稳。 15.十字滑块联轴器使用于____，其转速有变动，磨损也____。 16.在类型上，万向联轴器属于____联轴器，凸缘联轴器属于____联轴器 17.设计中，应根据被联接轴的转速、____和____选择联轴器的型号。 二、选择题 1.牙嵌离合器的许用压力和许用弯曲应力与____有关。 (1)工作情况系数KA (2)接合时的转速状态(3)牙的形状(4)牙的数量 2.多盘摩擦离合器的内摩擦盘有时做成碟形，这是为了____。 (1)减轻盘的磨损(2)提高盘的刚性 (3)使离合器分离迅速(4)增大当量摩擦系数 3.在有中等冲击载荷和轴的刚性较差的场合宜用____。 (1) 凸缘联轴器(2) 滑块联轴器(3) 弹性套柱销联轴器 4.要求被联接轴的轴线严格对中的联轴器是____。 (1) 凸缘联轴器(2) 滑块联轴器(3) 弹性套柱销联轴器 5.只能在低速下使用的联轴器是____。 (1) 齿式联轴器(2) 滑块联轴器(3) 万向联轴器 6. ____在工作中的被联接轴之间有较大相对位移。 (1) 齿式联轴器(2) 滑块联轴器(3) 万向联轴器 7.下述联轴器中，传递载荷较大的是____。 (1) 齿式联轴器(2) 滑块联轴器(3) 万向联轴器 8. ____离合器在运动接合时冲击较大。 (1) 牙嵌(2) 圆盘摩擦(3) 磁粉 9.有过载保护作用的机械部件是____。 (1) 弹性套柱销联轴器(2) 万向联轴器(3) 牙嵌离合器(4) 圆型摩擦离合器 三、判断题
联轴器与离合器思考题 3.在下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可缓冲吸振的是。 A．凸缘联轴器；B.齿式联轴器； C。万向联轴器； D。弹性柱销联轴器。 4.用联轴器连接的两轴，若主动轴直径为d1，从动轴直径为d2 ，则。 A. d1>d2 ; B.d1 第 16 章联轴器与离合器、其它常用零部件（一）教学要求 （1）了解联轴器、离合器、制动器的类型与特点 （2）了解各类弹簧的工作原理、特点及应用，掌握圆柱螺旋弹簧的设计方法 （二）教学的重点与难点 （1）联轴器、离合器、制动器的选用 （2）圆柱螺旋弹簧的设计计算 （三）教学内容 16． 1联轴器 一、联轴器的类型、结构和特性 联轴器机械式联轴器 液力联轴器——液压~、液力~、液力偶合器电磁式联轴器 其中以机械式联轴器最为常用 机械式联轴器： 1、刚性联轴器 1）刚性固定式联轴器（无法补偿两轴线相对位移偏差） ①套筒联轴器，图16-1 ②凸缘联轴器：图16-2a ，用普通螺栓联接；图16-2b ，用铰制孔螺栓联接 ③夹壳式联轴器，图16-3 2）刚性可移式联轴器（可补偿两种轴线的X 、Y和综合误差的影响）图16-4 ①十字滑块联轴器 ②万向联轴器。 ③齿轮联轴器，如图16-8 ，允许Y 和位移，适合于重载传动 2、弹性联轴器（并可补偿轴线偏差，有弹性元件、缓冲吸振） 1）弹性套柱销联轴器 2）弹性柱销联轴器 3）轮胎联轴器 二、联轴器的选择 1、选联轴器类型——按载荷大小，转速高低，而轴对中性和工作特性（振动、冲击等） 2、定计算扭矩 3、定型号 4、校核转速 5、协调轴孔直径 6、规定部件安装精度（根据联轴器允许的轴的相对偏移量） 7、必要校核。 16． 2离合器 要求：操纵方便、省力，接合和分离迅速平稳、动作准确、结构简单 一、机械离合器 1、牙嵌式离合器（如图16-13）——适于停车和低速（n<10r/min ）时接合 矩形牙—— Z=3~15 图 16-14 牙型梯形牙——Z=5~11接合不太容易 三角形牙——易于接合，但承载低Z=15~60 锯齿形牙——只能单向接合Z=2~6 牙齿可布置在周向，也可布置在轴向 2、摩擦式离合器——接合平稳，适合于高速运动中接合 1）单盘摩擦离合器（图16-15） 2）锥面摩擦离合器（图16-16）在同样压紧力下有较大的摩擦力 3）多盘式摩擦离合器（图16-17 ）传动能力较大、应用较广。 摩擦片的材料：石棉衬、夹布胶本、皮革——不需润滑 钢、青铜、粉末冶金——需要润滑 二、特殊功用离合器 1、安全离合器（如图16-18）采用弹簧自动压紧，当离合器接合面上产生的作用力的轴向分量超过压紧力时，离合器产生分离。 图 16-9——钢球安全离合器，接合时钢球处于位置b 2、超越离合器（图 分离时钢球处于位置a 16-20），滚柱式超越离合器——可实现单向超越（或接合），接合 比较平稳，无噪音。 自行车后轮轴中有棘轮式超越离合器。 3、离心式离合器（图 4、磁粉离合器——如图16-21 ） a)开式——转速达到一定轴时能自动接合 b)闭式——转速达到一定轴时能自动分离 16-22，轴 8 与嵌有线圈 2 的碳铁心 1 相联接，外壳 4 与齿轮7 相联接，通电前磁粉处于自由状态，通电后，形成磁分链。 特点：传递扭矩稳定、动作灵敏、接合方便，运行可靠，过载时打滑起安全保持作用。远距离操纵以控制方便。 16．3制动器 一、外抱块式制动器（图16-23） 常开式 常闭式——常用、断电时起制动作用，在起重运输设备中较常用。二、 内涨蹄式制动器（如图 16-24）——制动鼓、制动蹄、驱动装置等 制动操作： 1）杠杆； 2）制动泵 三、带式制动器（图16-25 ） 普通带式 ~——适于低速、简易装置中 块带式 ~—— 四、盘式制动器（图16-26 ） ——轴向施力，轴不受弯矩、性能稳定，一般靠液压力操纵制动，也有用杠杆制动。 第十八章联轴器和离合器 一、判断题 1．采用双万向联轴承器，任何时候主、从动轴角速度均相等。 A. 正确 B. 错误 2．摩擦安全离合器和摩擦离合器相比较，最主要的不同点在于摩擦安全离合器工作时更为安全可靠。 A. 正确 B. 错误 3．挠性联轴器均具有缓冲减震作用。 A. 正确 B. 错误 4．联轴器主要用于把两轴联接在一起，机器运转时不能将两轴分离，只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。 A. 正确 B. 错误 5．滑块联轴器用于低速，而齿轮联轴器可用于较高速度。 A. 正确 B. 错误 二、选择题 1．在载荷不平稳且具有较大冲击和震动的场合下，则宜选用（）联轴器。 A. 固定式刚性 B. 可移式刚性 C. 弹性 D. 安全 2．牙嵌离合器一般用在（）场合。 A．传递转矩大，接合速度低 B．传递转矩小，接合速度低 C．传递转矩大，接合速度很高 D．传递转矩小，接合速度高 3．若两轴的刚性较大、对中性好、不发生相对位移，工作中载荷平稳转速稳定时，宜采用（）联轴器。 A．十字滑块 B. 弹性套柱销 C. 刚性凸缘 D. 齿式 4．弹性套柱销联轴器，其刚度特征是属于（） A．定刚度 B. 变刚度 C. 定刚度或变刚度 5．对于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的轴，宜选用（）。 A. 十字滑块联轴器 B．弹性套柱销联轴器 C．十字轴式万向联轴器 D．齿式联轴器 6．选择联轴器或对其主要零件进行验算时，是按照计算转矩进行的，这是因为考虑（）因素。 A．旋转时产生离心载荷 B．制造联轴器的材料性能有偏差 C.两轴对中不好时产生附加动载荷 D.机器起动时的惯性力矩和工作中的过载等 7．多盘摩擦离合器的内摩擦片有时做成碟形，这是因为（）。 A．减轻盘的磨损 B．提高盘的刚度 C．增大当量摩擦系数 D．使离合器分离迅速 参考答案： 一、判断题： 1、B 2、B 3、B 4、A 5、A 二、选择题 1、C 2、B 3、C 4、B 5、B 6、C 7、D 名称：《最新联轴器、离合器与制动器生产设计安装调试及选用选购指导手册》 作者：顾文卿 出版社：北方工业大学出版社2007年8月出版 开本：16开精装 册数：四册+1张CD 定价：998 元 优惠价：450 元 详细目录： 第一篇概述 第一章联轴器分类、特点及应用 第二章离合器分类、特点及应用 第三章制动器分类、特点及应用 第二篇联轴器的选用 第一章选择联轴器应考虑的因素 第二章选用程序 第三章联轴器选用计算 第四章联轴器的选购 第五章选用联轴器有关的系数 第六章各种联轴器性能的比较 第三篇离合器的选用 第四篇制动器的选用 第五篇联轴器的创新设计 第一章刚性联轴器的设计 第一节凸缘联轴器 第二节平行轴联轴器 第七节浮动式联轴器 第八节中间盘式联轴器 第二章无弹性元件挠性联轴器的设计第一节滑块无弹性元件挠性联轴器 第二节链条无弹性元件挠性联轴器 第六节滚珠无弹性元件挠性联轴器 第七节钢球无弹性元件挠性联轴器 第三章非金属弹性元性挠性联轴器设计第一节弹性套柱销联轴器 第二节弹性柱销联轴器 第十七节弹性齿式联轴器 第十八节弹性套筒销式联轴器 第四章金属弹性元件挠性联轴器的设计第一节膜片联轴器 第二节蛇形弹簧联轴器 第十一节圆锥碗簧联轴器第十二节板簧联轴器 第五章安全联轴器的设计第一节钢球式安全联轴器第二节钢砂式安全联轴器第九节单向安全联轴器 第十节弓簧安全联轴器 第六章液力联轴器的设计第一节液力偶合器 第二节液力变矩器 第六篇离合器的创新设计第一章机械离合器设计 第一节摩擦离合器 第二节牙嵌离合器 第三节齿形离合器 第二章电磁离合器设计 第一节湿式多片电磁离合器第二节平式多片电磁离合器第五节磁场离合器 第六节电磁离合器用电刷第三章气动离合器设计最新机械设计基础教案——第16章联轴器与离合器、其它常用零部件.docx
第十八章-联轴器和离合器
最新联轴器、离合器与制动器生产设计安装调试,离合器与制动器,联轴器选用选购指导手册
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