汽车机械基础联轴器与离合器优秀课件

普通螺栓联接
铰制孔螺栓联接
应用：用于连接低速、载荷平稳、刚性大的轴。
三、挠性联轴器 1. 十字滑块联轴器
特点：十字滑块联轴器径向尺寸小,结构简单,用于低 速、工作平稳的场合，且需要润滑。因无弹性元件， 故不能缓冲减振。
三、挠性联轴器
2. 弹性套柱销联轴器
一般将装有弹性套的半联 轴器作动力的输出端，并在 两半联轴器间留有轴向间隙， 使两轴可有少量的轴向位移。 结构简单,制造容易,装拆 方便,成本较低。 适用于转速较高、有振动 和经常正反转、启动频繁的 场合。
三、挠性联轴器
3. 弹性柱销联轴器 靠弹性补偿径向位移、角位移，预留C补偿轴向位 移，结构简单,制造方便,成本低。适用于转矩小、转 速高、正反向变化多、起动频繁的高速轴。
四、联轴器的选择
1. 联轴器的类型选择 （1）一般载荷平稳、传动转矩大、同轴度好、无相 对位移的场合，应选用刚性联轴器。
（2）载荷变化大、要求缓冲减振或同轴度不易保 证的场合，应选用有弹性元件的挠性联轴器。
联轴器和离合器的区别
联轴器和离合器都是用来联接两根轴，使之 一起转动并传递动力的装置。
联轴器与离合器的区别是： 联轴器只有在机器停止运转后将其拆卸，才
能使两轴分离； 离合器则可以在机器运转过程中进行分离或
接合。
课题一 联轴器
一、联轴器的分类
轴向位移
径向位移
角位移
综合位移
联轴器按照有无补偿两轴相对位移的能力，分为 刚性联轴器和挠性联轴器两种。
2. 联轴器的型号选择
所选型号联轴器必须同时满足：
TC≤[T] n≤[n] 式中：ห้องสมุดไป่ตู้T]为许用最大转矩；[n]为许用最高转速。 [T]和[n]由机械设计手册或标准中查出。

应用：3t以下的电动葫芦（吊车）的刹车装置。
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三、 制动器的结构、特点及应用
常用制动器
带状制动器
组成：制动轮、制动带、制动杆
工作原理：
当驱动力F作用在制动
杆上时，制动带抱住制动
轮，靠带和轮之间的摩擦
力矩实现制动。
特点：
结构简单，制动效果好，
易调节，适合于中小载荷
的机械及人力操纵的机械。
有弹性元件的挠性联轴器：
可补偿两轴的相对位移（综合位移），具有缓冲减振 的能力。
弹性元件挠性联轴器分为非金属弹性元件挠性联
轴器和金属弹性元件挠性联轴器两类。弹性元件挠
性联轴器又称弹性联轴器，是利用弹性元件的弹性
变形来补偿两轴间相对位移的，具有缓冲和吸振功
能。
下面介绍几种常用的非金属弹性元件挠行联轴
(安全离合器： 具有过载保护作用。
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定向(超越)离合器
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超越式离合器
1—星轮 2—外圈
3—滚柱 4—弹簧
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2、摩擦离合器
缺点：结合过程中不可避
a、单片式圆盘摩擦离合器 优点：
免出现打滑，引起磨损和 发热；
1.在任何转速条件下两轴都
可以进行结合；
2.过载时打滑，起保护作用；
3.结合平稳、冲击和振动小。
缺点： 结合过程中不可避
免出现打滑，引起磨损和 发热；传递的转矩小
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2.摩擦离合器
b、多片式圆盘摩擦离合器
在传递大转矩的情况下，因受摩擦盘尺寸的限制不 宜应用单片摩擦离合器，这时要采用多片摩擦离合器， 用增加结合面对数的方法来增大传动能力。

•联轴器和离合器种类很多，有些已经标准化，本章仅介绍常见的 类型
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机械设计基础课件第19章联轴器和离 合器
19-1 联轴器的种类和特性
一、联轴器所联两轴的相对位移
•制造及安装误差、变形、温度变化不能保证严 格的对中
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。
压紧的滚珠因被放松而相互滑动，此时主动齿轮空转，从动轴即停止转动。
当载荷恢复正常时，又可重新传递转矩。弹簧压力的大小可用螺母来调节。
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机械设计基础课件第19章联轴器和离
合器
本章结束
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机械设计基础课件第19章联轴器和离 合器
•一、刚性固定式联轴器 •（一）套筒联轴器 •组成：套筒+联接零件(键或销钉传递T)
•考虑ｎ较低,传递P不大,安 装时不易完全同轴线。
•[解]1．类型选择：选用弹性套柱销联轴器。
•2．计算转矩：
• 名义转矩 T＝9550P／n＝9550×4.83／300＝153.76 N·m 查表19－1取KA＝1.5,则计算转矩为
Tc=KAT=1.5×153.76=230.64N·m • 3．型号选择: 从GB4323-84中查得TL7联轴器的 [T]=500N·m,[n]=2800r/min，轴径为40～45mm之间，
特殊功用的联轴器与离合器 用于某些特殊要求处 如：在一定的回转方向或达到一定转速时，联轴器 或离合器即可自动接合或分离等；
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机械设计基础课件第19章联轴器和离 合器
•联轴器的应用
球磨机用大型联轴 器
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•带式运输机机械传设计动基础装课件置第1用9章联联轴器轴和离器。 合器

KA--工作情况系数，查表14-1。
14-2 联轴器 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，不能严格 对中。要求联轴器具有适应偏移的性能。
x
y y
轴向位移x
径向位移 y X
α
偏角位移
综合位移x,y,
联轴器的类型
套筒式
刚性联轴器 重载 v 75m/s 选用铸铁或锻钢。
夹壳式
按轴径d，计算扭矩 Tca和转速n，查手册确定 缺点：起动时有冲击，摩擦面易磨损
凸缘式
联轴器 （用油孔定期滴油润滑）；
特殊功用的联轴器及离合器：用于某些有特殊要求处，如在一定方向或达到一定转速时，即自行接合或分离。 1 单盘摩擦离合器
可在任意方向偏斜； b) 凸肩--凹槽配合对中，装拆时，轴须作轴向移动；
油式：D1=（–2）d， D2=（–2）D1
1 十字滑块联轴器 1）结构：两个带凸缘的半联轴器用键与两轴连接，用螺栓把两个半联轴器联成一体，以传递运动和扭矩。
传递较大扭矩，应用广泛。
kc查表14-3；
1）结构：由两个端面开有凹槽的半联轴器和一个
两面带有互相垂直（十字形）凸牙的中间盘(滑块)
组成，凸牙分别嵌入两凹槽中；
2）材料：一般用45钢，摩擦表面应淬硬；不重要 时可采用A5;
3）特点：优点：结构简单，可补偿两轴的偏移； 缺点：起动时有冲击，摩擦面易磨损 （用油孔定期滴油润滑）；
4）应用：n<250rpm,轴的刚度大，无冲击处，效率 =1-(3—5）fy d
2 滑块联轴器
1）结构：与十字滑块联轴器相似，两个宽沟槽的 半联轴器，中间盘改为方形滑块。
2）特点：优点：制造容易、装拆方便、成本较低、

10
e
2）滑块联轴器 滑块联轴器与十字滑块联轴器的区别：中间滑块不同 （1）外形不同 （2）材料不同：滑块联轴器中间滑块常用夹布胶木或尼龙6 ，
十字滑块联轴器中间滑块常用45钢。 （3）极限转速不同：滑块联轴器中间滑块具有更高的极限转速 （4）弹性不同：滑块联轴器中间滑块具有更大的弹性 （5）润滑方式不同：加入石墨或二流化钼的尼龙6滑块联轴器
第10章联轴器和离合器
10.1 联轴器 10.2 联轴器的选择与计算 10.3 离合器的主要结构型式
1
10.1 联轴器
联轴器一般不能保证严格对中。设计联轴器的一个重要任 务就是要使联轴器具有一定的适应相对位移的性能。 被联两轴对中误差的四种典型情况
X
y
轴向位移
角位移
径向位移
2
XX
yy
综合位移
3
根据对各种相对位移有无补偿能力（能否在相对位移条件下 保持联接的功能）联轴器可分为：
应用场所：重型机械中
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5）滚子链联轴器
组成：双排链条2；两半联轴器1、4；两个带内齿机罩壳3。
2
3
1
4
18
滚子链特点：结构简单、尺寸紧凑、装拆方便 维修容易，价格低廉，有补偿和缓冲性能
适用场所：中低速、水平轴、单向转动工况
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2. 有弹性元件的挠性联轴器
特点：可以补偿两轴间的相对位移，具有缓冲吸振的能力
弹性套材料常用耐油橡胶
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1）弹性套柱销联轴器
弹性套柱销联轴器与凸缘式联轴器的不同之处： 弹性套柱销联轴器的联接件为带弹性套的柱销（挠性联轴器）
凸缘式联轴器的联接件只有螺栓（刚性联轴器） 特点及应用场所：制造容易，装拆方便，价格低廉，但弹性

4.难点 各种联轴器、离合器的选用。
5
二、学习指导
⒈ 联轴器、离合器和制动器的功用 联轴器和离合器是用来联接两轴（或轴与转动件），并传 递运动和转矩的部件。两者的区别是：用联轴器联接的两轴只 有在机器停车后，通过拆卸才能彼此分离；而用离合器联接的 两轴则可在机器转动过程中随时使两轴分离和接合。制动器是 对机械的运动件施加阻力或阻力矩，使其减速、停止或保持静 止状态的部件。
类别 型 式
特点
使用条件
刚联 性 可轴 移 式器
十字滑块联轴 器
径向尺寸 较长，但制 需要润滑
小 造
， 复
寿命 杂，
用于低速传动，两轴同 轴度误差较大的情况
齿式联轴器
承载能力大，工作 可靠，但制造成本高
可在高温重载条件下工 作，常用在起动频繁，正 反转变化较多的场合
万向联轴器
紧个所以使径凑常用向，成有尺维对附寸护使加小方用动便，载结，荷构单，轴合平用行于但两连轴接夹距角离大大、18的或场两
制造容 ，寿命 使用温
用于正反转 较多，起动频 高、低速传动
变 繁
化 的
19
四、复习题
1. 问答题
⑴ 联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何异同？
⑵ 刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器有何区别？各适 合于什么工作条件？
⑶ 刚性可移式联轴器和弹性联轴器有何区别？各适合于什 么工作条件？
⑷ 刚性凸缘式联轴器有哪几种对中方法？各有什么特点？
7
二、学习指导
图13-1
图13-2
8
二、学习指导
⑵ 联轴器的选择 ① 通常对于载荷平稳、转速低且稳定、刚性大的短 轴可选用刚性固定式联轴器；对于载荷平稳、转速低且稳 定、刚性小的长轴，为了补偿安装误差和轴或其他相连接 件的变形，可选用无弹性元件挠性联轴器；对传递转矩较 大的重型机械，选用齿轮联轴器；对于高速且有冲击振动 的轴应选用有弹性元件挠性联轴器。

单盘摩擦离合器 36
37
多盘摩擦离合器
圆盘摩擦离合器所传递的最大转矩及作用在摩擦面上的压强分
别为
TmaxZfFQD1 4D2KT
p 4FQ p
D22 D12
N·mm
MPa [p]=KvKzKn[p0] 38
多盘摩擦离合器
39
电磁摩擦离合器
40
圆锥式摩擦离合器
与单圆盘摩擦离合器相比较，由于锥形结构使圆锥式摩擦离合 器在相同外径尺寸和相同轴向压力的情况下接触面积增大，从 而产生较大的摩擦力，传递更大的转矩。
13.2 联轴器
相对位移误差：制造，安装，受载变形和温度变化 x
轴向位移
y
径向位移
y
α
α
角位移
综合位移
后果：联轴器、轴和轴承中产生附加载荷，引起磨损和振动 4
13.2 联轴器
联轴器的类型:
固定式刚性联轴器: 要求被联接两轴轴线严格对中
常用类型有:套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器
刚性联轴器
可移式刚性联轴器: 可以通过两半联轴器间的
摩擦式安全离合器
优点：摩擦所需的轴向压力由弹簧调节得到，过载时打滑起动
安全作用，当载荷降低到某一值后又开始正常接合状态
缺点：分离不充分，从动轴可能转动。
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2.离心离合器
当主动轴的转速达到某一定值时能自行结合或分离
瓦
块
开式+闭式
式
离
心
离
合
弹 簧 的 作 用 ？
器
开式离合器主要用于起动装置，以便运转稳定后加载
铸造成型，那么联接螺栓
为什么交叉布置？
7
3.凸缘联轴器
对
对中

楔紧内外接触面，从而驱动星
设计：潘存云
轮一起旋转。
当外环反向转动时，则带动滚 柱克服弹簧力而滚到楔形空间 的宽敞位置，离合器处于分离 状态。
二、楔块式定向离合器
结构：由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。 工作原理： 内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内 环接触，并力图使楔块绕自身作逆时针方向偏摆。当 外环顺时钟方向旋转时，楔块克服弹簧力而作顺时钟 方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结 合状态。反向时斜块松开而成分离状态。
借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。断电制动是为了保证设备安全。
设计：潘存云
制动力矩的计算：
F 弹簧力
F
FN =0.95FH/h
制动反力
FN
0.95---摩擦损耗的系数 杠杆连接处
制动力矩： T= FN f D
D设计：潘存云
FN H h
瓦块材料：铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。
瓦块制动器已经规范化，可根据所需的制动力矩选型。
§17-6 摩擦离合器
一、单片式圆盘摩擦离合器 结构：由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。 工作原理：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。
摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf
优点：
Rf
33
FaFa
1.在任何转速条件下两轴都
设计：潘存云
可以进行结合；
2.过载时打滑，起保护作用； 3.结合平稳、冲击和振动小。
在繁重的条件下运转。三、圆锥摩擦离合器结构：锥台表面为摩擦接触面。
优点：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。
缺点： 径向尺寸较大，不如多盘式紧凑。

（3）拆卸螺栓 如螺栓较紧可用直径小于孔径的铜棒敲击。 拆卸螺栓时还应注意将半联轴器进行适当固 定，防止半联轴器歪倒伤人或损坏零件
3．装配联轴器
（1）装配前 将各零件清洗干净，擦干后在零件表面涂机油
（2）安装螺栓 在螺栓头的端面上垫上木块，用手锤敲击木块
（3）安装螺母 拧紧螺母时，分两次或三次逐步对称拧紧
§13—1 联轴器
联轴器用于连接两根不同机器或部件的轴
1—离心式水泵 2、4—联轴器 3—减速器 5—电动机
§13—1 联轴器
一、刚性联轴器
1．凸缘联轴器
凸缘联轴器
有对中榫凸缘联轴器
§13—1 联轴器
2．套筒联轴器
用平键连接套筒和轴 用圆锥销相连套筒和轴
§13—1 联轴器 二、无弹性元件挠性联轴器
1．滑块联轴器
1、7—轴 2、6—平键 3、5—半联 Nhomakorabea器 4—滑块
§13—1 联轴器
2．齿式联轴器
1—注油孔 2—有内齿的外壳 3—有外齿的套筒
§13—1 联轴器 三、有弹性元件挠性联轴器
1．弹性柱销联轴器
1—半联轴器 2—弹性柱销 3—挡板
§13—1 联轴器
2．弹性套柱销联轴器
§13—2 离合器
一、牙嵌离合器
1—左半离合器 2—右半离合器 3—导向键 4—滑环 5—对中环 6—紧定螺钉 7—平键
§13—2 离合器
常用牙嵌离合器的牙型
三角形
梯形
矩形
牙嵌离合器只能在停车或低速转动时才能进行接合
§13—2 离合器 二、单圆盘摩擦式离合器
1—主动轴 2—主动摩擦盘 3—滑动摩擦盘 4—从动摩擦盘 5—导向型平键 6—螺钉 7—滑环 8—普通型平键

3. 其他联轴器
1）剪切销安全联轴器
单剪的安全联轴器的结构类似凸缘联轴器，用钢制销钉联接。
2）带制动轮单面鼓形联轴器
用螺栓3将半联轴器1、制动轮2及内齿圈4联接在一起，采用循环冷却、润滑。
选用的基本步骤为：
选择联轴器的类型
计算联轴器的计算转矩
进行必要的承载能力校核
规定部件相应的安装精度
协调轴孔直径
校核最大转矩
确定联轴器的型号
三、联轴器的选择
1. 联轴器类型的选择
应全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等，结合常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴器的类型。
（1）所需传递转矩的大小和性质，对缓冲、减振功能的要求以及是否可能发生共振等。
（2）联轴器所联两轴轴线的相对位移。 即由制造和装配误差、轴受载和热膨胀变形以及部件之间的相对运动等引起联轴器所联两轴线的相对位移程度。
铰制孔用螺栓
对中榫
为了安全起见，凸缘联轴器可以作成带防护边的。
被联接两轴间的各种相对位移无补偿能力，故对两轴对中性的要求高。当两轴有相对位移时，会在结构内引起附加载荷，使工作情况恶化。
凸缘联轴器的材料可用灰铸铁和碳钢，重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸钢或锻钢。
这类联轴器的结构比较简单、成本低、可传递较大的转矩，故当转速低、无冲击、轴的刚度大、对中性较好时常被采用。
这就要求设计联轴器时，从结构上采取措施，使之能够适应一定范围的相对位移。
根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力，联轴器可分为刚性联轴器、挠性联轴器和安全联轴器。
套筒联轴器
二、常用联轴器的结构特点
1. 刚性联轴器
分套筒式、夹壳式和凸缘式。
凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与两轴联接，然后用螺栓把两个半联轴器联成一体，以传递运动和转矩。

1. 大功率、重载：齿式联轴器 2. 冲击载荷：轮胎式联轴器 3. 高速：膜片式联轴器 4. 两轴相对位移较大：挠性联轴器，滑块联轴器，万
向联轴器 5. 经济性：刚性凸缘联轴器，弹性柱销式联轴器等
二、型号的选用
• 根据计算转矩选型号 计算转矩 Tca=KA*T (KA:工况系数，表14-1；T：公称转矩) 使 Tca<[T] ; （[T]:联轴器的许用转矩，查手册）N • 校核最大转速：n≤nmax (n：轴的实际转速，nmax ：联轴器允
联轴器：机器运转过程时，两轴不能分离；只有停车后两轴才 能分离
离合器：机器运转过程中，两轴随时接合或分离。可进行变速 及换向
安全联轴器及安全离合器：若转距超过规定值，取到过载保护
特殊功能的联轴器及离合器：
14.1 联轴器的种类与特点
联轴器所联两轴的相对位移
轴向位移
径向位移
角位移
根据对各种相对位移有无补偿能力，可分为：
许的最高转速）r/min • 协调轴孔直径 • 规定部件相应的安装精度 • 进行必要的校核
例题：
一减速器如图所示，已知电机型号为Y200L2-6，电机实际输出 功率p=20.8kW,转速n=970r/min；减速器减速比i=26.3,效率η=0.94； 输入端直径，d=45mm,输出端直径，d=95mm；与工作机连接端 轴径d=100mm。选联轴器（1）（2）。
T2 T1 i 204 .78 26.3 0.94 5062 .6Nm
n2
n i
97026.3 40.3(r / min)
Tca K A T2 1.5 5062 .6 7594 Nm
选弹性柱销联轴器
HL8联轴器 J1C95 167 GB5014 85 J1C100 167