第九章联轴器离合器(简化)

主要内容1、联轴器的功用与分类；几种常用联轴器的结构、工作原理、特点以及选择和计算方法。

2、离合器的功用与分类；几种常用离合器的结构、工作原理、特点以及选择和设计方法。

基本要求1、掌握联轴器联接的两轴间位置补偿原理，联轴器与离合器在功能上的异同点。

2、掌握常用联轴器、离合器的主要类型、结构特点、工作原理、性能和选择及计算方法。

重点难点联轴器、离合器的种类、工作原理、结构、特点及选用。

§10-1 联轴器一、联轴器的功能与类型1、联轴器功能用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。

2、联轴器的类型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变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中。

如图10-1所示。

(a)轴向位移x(b)径向位移y(c)角位移α(d)综合位移x、y、α图10-1 轴线的相对位移根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力，即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等，联轴器可分为刚性联轴器，挠性联轴器和安全联轴器。

联轴器的主要类型、特点及其在作用，详见表10-1。

表10-1 联轴器类型1、刚性联轴器类型：套筒式、夹壳式和凸缘式等。

本章只介绍较为常用的凸缘联轴器。

凸缘联轴器结构型式有两种：(1)普通凸缘联轴器(图10-2a)：用铰制孔螺栓来联接两个半联轴器，靠螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩。

(2)对中榫凸缘联轴器(图10-2b)：用普通孔螺栓来联接两个半联轴器，靠接合面的摩擦力来传递转矩。

一个半联轴器的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中。

为了运行安全，凸缘联轴器可作成带防护边的(图10-2c)。

图10-2d描述了凸缘联轴器的装配过程。

材料：灰铸铁或碳钢，重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸钢或锻钢。

特点：构造简单、成本低、可传递较大转矩，但不能补偿两轴间的相对位移，对两轴对中性的要求很高。

什么是联轴器及联轴器分类一、概念联轴器属于机械通用零部件范畴，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。

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，是机械产品轴系传动最常用的联接部件。

20世纪后期国内外联轴器产品发展很快，在产品设计时如何从品种甚多、性能各异的各种联轴器中选用能满足机器要求的联轴器，对多数设计人员来讲，始终是一个困扰的问题。

常用联轴器有膜片联轴器鼓形齿式联轴器，万向联轴器，安全联轴器，弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。

下图简要说明驱动机与从动机间的传动系统图，并明确所要求的联轴器品种。

二、联轴器分类：刚性联轴器：刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；但结构简单，价格便宜。

只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。

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。

无弹性元件的挠性联轴器：承载能力大，但也不具有缓冲减震性能，在高速或转速不稳定或经常正、反转时，有冲击噪声。

适用于低速、重载、转速平稳的场合。

非金属弹性元件的挠性联轴器在转速不平稳时有很好的缓冲减震性能；但由于非金属（橡胶、尼龙等）弹性元件强度低、寿命短、承载能力小、不耐高温和低温，故适用于高速、轻载和常温的场合金属弹性元件的挠性联轴器：除了具有较好的缓冲减震性能外，承载能力较大，适用于速度和载荷变化较大及高温或低温场合。

安全联轴器：在结构上的特点是，存在一个保险环节（如销钉可动联接等），其只能承受限定载荷。

当实际载荷超过事前限定的载荷时，保险环节就发生变化，截断运动和动力的传递，从而保护机器的其余部分不致损坏，即起安全保护作用。

起动安全联轴器：除了具有过载保护作用外，还有将机器电动机的带载起动转变为近似空载起动的作用。

联轴器、离合器和制动器章节知识整理一． 概述1. 联轴器和离合器都是用来联接两轴，使两轴一起转动并传递转矩的装置；在工作过程中，使两轴始终处于联接状态的称联轴器，可使两轴随时分离或接合的称离合器。

制动器是实现对轴的制动，迫使机器停止运转或降低转速装置。

以上部件大多已标准化、规范化。

二．联轴器1.功用：联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩；具有吸收振动和缓和冲击的能力；可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用；用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。

2. 分类：3.分类要求：固定联轴器：要求被联接的两轴中心线严格对中；可移式联轴器：允许两轴有一定的安装误差。

弹性联轴器：其中的弹性元件材料不同,能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还有缓冲减震的作用。

4.位移补偿联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形、轴承磨损、回转零件不平衡以及温度变化的影响，两轴的轴线往往存在着某种程度的相对位移与偏斜；联轴器要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿各种偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承设计中引起附加载荷，导致工作情况恶化。

两轴间的位移种类有：轴向位移、径向位移、偏角位移和综合位移。

三、固定式刚性联轴器1.结构特点：A.结构简单,维护方便，能传递较大的扭矩；B.但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力；C.对两轴的对中性要求很高,若两轴线发生相对位移,就会在轴、联轴器和轴承上引起附加载荷和严重磨损，严重影响轴与轴承的正常工作；此外，在传递载荷时不能缓和冲击和吸联轴器的分类分类：凸缘联轴器万向联轴器 刚性联轴器 安全联轴器联轴器弹性套柱销联轴器 弹性柱销连轴器套筒联轴器滑块联轴器齿轮联轴器 挠性联轴器挠性安全联轴器刚性安全联轴器 (结构特点）收振动。

2.应用场合：低速、大转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接3.种类：凸缘联轴器和套筒联轴器两种。

《机械设计基础》模块九在机械设计中，联轴器与离合器是必不可少的组成部分。

它们在机械系统中起着连接和传递动力的作用，对于保证机械设备的正常运行具有重要意义。

在本文中，我们将探讨《机械设计基础》模块九中涉及的联轴器与离合器的类型、特点及应用。

一、联轴器联轴器是用来连接两轴或轴与回转件，并传递运动和转矩的装置。

根据不同的结构和性能，联轴器有许多种类，以下介绍几种常见的联轴器类型：1、刚性联轴器：刚性联轴器是一种最简单的联轴器，它由两个互相平行的刚性圆盘组成，中间有通孔，通过螺栓将两个圆盘连接起来。

这种联轴器结构简单，制造方便，但传递的转矩较小，适用于低速、轻载的机械设备。

2、弹性联轴器：弹性联轴器主要由两个互相平行的弹性元件组成，弹性元件之间有柱销或孔销连接。

这种联轴器具有较好的缓冲减震性能，适用于中速、中载的机械设备。

3、液力联轴器：液力联轴器是一种利用液体动量矩变换传递转矩的装置。

它主要由泵轮和涡轮组成，通过液体在泵轮和涡轮之间的循环流动来传递转矩。

液力联轴器具有较好的缓冲减震性能，适用于中速、重载的机械设备。

二、离合器离合器是用来分离和接合传动系统中的动力传递的装置。

它可以在运行过程中将传动系统中的动力的接合和断开，以满足机械设备的不同工作需求。

以下介绍几种常见的离合器类型：1、牙嵌式离合器：牙嵌式离合器主要由两个互相平行的牙嵌组成，牙嵌之间有齿槽。

当牙嵌啮合时，动力便传递；当牙嵌脱开时，动力便断开。

这种离合器结构简单，工作可靠，适用于低速、低载的机械设备。

2、摩擦式离合器：摩擦式离合器主要由摩擦片和压盘组成，通过摩擦片的摩擦力来传递转矩。

当摩擦片之间的压力增大时，传递的转矩也增大；当摩擦片之间的压力减小时，传递的转矩也减小。

这种离合器具有较好的缓冲减震性能，适用于中速、中载的机械设备。

3、电磁离合器：电磁离合器主要由电磁线圈和衔铁组成，通过电磁力的作用来传递转矩。

当电磁线圈通电时，衔铁被磁力吸引，传递的转矩增大；当电磁线圈断电时，衔铁失去磁力，传递的转矩减小。

1.问：联轴器、离合器有何区别？各用于什么场合？答：联轴器用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。

离合器是在机器运转过程中，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系统的断续，以便进行变速及换向等。

2.问：刚性联轴器主要有哪几种？答：套筒式、夹壳式和凸缘式等。

3.问：刚性联轴器的主要缺点是什么？答：1）无法补偿两轴偏斜和位移，对两轴的对中性要求较高；2）联轴器中都是刚性零件，缺乏缓冲和吸振的能力。

在不能避免两轴偏斜和位移的场合中应用时，将会在轴与联轴器中引起难以估计的附加应力，并使轴、轴承和轴上零件的工作情况恶化。

4.问：利用联轴器补偿两轴偏斜和位移的方法主要有哪些？答：主要有两种：1）利用联轴器工作零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿；2）利用联轴器中弹性元件的变形来补偿。

用前一种方法做成的就是无弹性元件挠性联轴器，用后一种方法做成的就是弹性联轴器。

5.问：挠性联轴器依所能补偿位移的方向不同可分为几种？答：可分为允许轴向位移、允许径向位移、允许角位移和允许综合位移等四种。

6.问：对离合器的要求主要有哪些？答：接合平稳、分离迅速而彻底；调节和修理方便；外廓尺寸小；质量小；耐磨性好和有足够的散热能力；操纵方便省力。

7.问：选择联轴器的类型时考虑的因素主要有哪些？答：具体选择时可考虑以下几点：1）所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求；2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小；3）两轴相对位移的大小和方向；4）联轴器的可靠性和工作环境；5）联轴器的制造、安装、维护和成本。

8.问：哪些类型的联轴器具有缓冲、减振作用？答：弹性联轴器都具有缓和冲击的作用。

用非金属弹性元件构成的弹性联轴器以及用金属弹性元件构成的、弹性元件间有摩擦作用的弹性联轴器，除有缓冲作用外，还有减振作用。

9.问：在选择联轴器或对其关键零件进行验算时，应用计算转矩，原因何在？答：机器起动时的惯性力矩和工作中的过载等原因。