《机械设计基础》课程教学资源（教案讲义）第25次课 联轴器和离合器

五次课联轴器和离合器R1.联轴器的功用、类型及结构2.联轴器的选择3.离合器的功用、类型教学要求1.了解联轴器、离合器及弹簧的功用、类型、结构及应用2.掌握联轴器的选择教学的重点与难点重点：常用联轴器和离合器的结构及应用。难点：联轴器的选择。教学方法与手段多媒体教学，讲授时注意联系实际。教学过程组织：复习旧课：轴承的基本额定寿命，基本额定动负荷，当量动载荷，3类和7类滚动轴承轴向载荷的计算方法引入新课：汽车里的发动机要把运动传给变速器的话，必然要将发动机的输出轴和变速器的输入轴联在一起，就需要联轴器。联轴器：根据联轴器补偿两轴相对位移能力的不同可将其分为两大类：1、刚性联轴器2、性联轴器1、刚性联轴器常用的刚性联轴器有套筒联轴器和凸缘联轴器等。（1）套筒联轴器由联接两轴轴端的套筒和联接套筒与轴的联接零件（键、销）组成。销联接用于传递转矩较小的场合轴径d≤80mm时，套筒用35或45钢制造；d>80mm时也允许采用铸铁。这种联接的径向尺寸较小，所以在机床中应用很广。这种联接的显著缺点是拆卸不方便

第二十五次课 联轴器和离合器 教学内容 1.联轴器的功用、类型及结构 2. 联轴器的选择 3．离合器的功用、类型 教学要求 1.了解联轴器、离合器及弹簧的功用、类型、结构及应用 2.掌握联轴器的选择 教学的重点与难点 重点：常用联轴器和离合器的结构及应用。 难点：联轴器的选择。 教学方法与手段 多媒体教学，讲授时注意联系实际。 教学过程组织： 复习旧课： 轴承的基本额定寿命，基本额定动负荷，当量动载荷，3类和7类滚动轴承轴向载荷的计算方法。 引入新课： 汽车里的发动机要把运动传给变速器的话，必然要将发动机的输出轴和变速器的输入轴联在一起， 就需要联轴器。 联轴器： 根据联轴器补偿两轴相对位移能力的不同可将其分为两大类： 1、刚性联轴器 2、挠性联轴器 1、刚性联轴器 常用的刚性联轴器有套筒联轴器和凸缘联轴器等。 （1）套筒联轴器 由联接两轴轴端的套筒和联接套筒与轴的联接零件(键、销)组成。销联接用于传递转矩较小的场合。 轴径d≤80mm时，套筒用35或45钢制造；d＞80mm时也允许采用铸铁。 这种联接的径向尺寸较小，所以在机床中应用很广。这种联接的显著缺点是拆卸不方便

（2）凸缘联轴器固定式刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器。如图所示，它是用螺栓联接两个半联轴器的凸缘以实现两轴联接的，工作时，联轴器和两轴构成一个刚性整体2、无弹性元件联轴器常用的无弹性元件联轴器有：十字滑块联轴器、万向联轴器和齿式联轴器等。（1）十字滑块联轴器O02滑块联轴器由两个端面开有径向凹槽的半联轴器和两端各具凸样的中间滑块所组成。中间滑块两面的径向样相互垂直，分别嵌装在两个半联轴器的凹槽中，构成移动副。当两轴线存在径向位移或偏斜时，滑块将在凹槽内滑动以适应位移。滑块联轴器允许的径向位移e≤0.04d(d为轴的直径)，角位移α≤30。1231，3一叉形接头：2一十字元件（2）万向联轴器如图所示为以十字轴为中间件的万向联轴器。十字轴的四端用铰链分别与两轴上的叉形接头相联，因此当一轴的位置固定后，另一轴可以在任意方向偏斜一个角度，角位移α可达40°～45°。为了增加

（2）凸缘联轴器 固定式刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器。如图所示，它是用螺栓联接两个半联轴器的凸缘以 实现两轴联接的，工作时，联轴器和两轴构成一个刚性整体。 2、无弹性元件联轴器 常用的无弹性元件联轴器有：十字滑块联轴器、万向联轴器和齿式联轴器等。 （1）十字滑块联轴器 滑块联轴器由两个端面开有径向凹槽的半联轴器和两端各具凸榫的中间滑块所组成。中间滑块两面 的径向榫相互垂直，分别嵌装在两个半联轴器的凹槽中，构成移动副。当两轴线存在径向位移或偏 斜时，滑块将在凹槽内滑动以适应位移。滑块联轴器允许的径向位移e≤0.04d(d为轴的直径)，角位移 α≤30′。 （2）万向联轴器 如图所示为以十字轴为中间件的万向联轴器。十字轴的四端用铰链分别与两轴上的叉形接头相联。 因此当一轴的位置固定后，另一轴可以在任意方向偏斜一个角度，角位移α可达40°～45°。为了增加

其灵活性，应在铰链处配置滚针轴承。（3）齿式联轴器齿式联轴器由两个有内齿的外壳和两个有外齿的套筒所组成。套筒与轴用键相联，两个外壳用螺栓联成一体，外壳与套筒之间设有密封圈。内齿轮齿数与外齿轮齿数相等。轮齿通常采用压力角为20的渐开线齿廓。工作时靠啮合的轮齿传递转矩。由于轮齿间留有较大的间隙（更好的情况是将齿轮的齿制成鼓形齿、球形齿顶），所以能补偿两轴的轴向、径向、偏斜和综合位置误差。3、弹性联轴器常用的弹性联轴器有：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等（1）弹性套柱销联轴器弹性套柱联轴器结构上和凸缘联轴器很近似，但是两个半联轴器的联接不用螺栓，而是用带橡胶弹性套的柱销，如图所示。为了更换橡胶套时简便而不必拆移机器，设计中应注意留出距离A；为了补偿轴向位移，安装时应注意留出相应大小的间隙C。图17-15弹性套柱销联轴器

其灵活性，应在铰链处配置滚针轴承。 （3）齿式联轴器 齿式联轴器由两个有内齿的外壳和两个有外齿的套筒所组成。套筒与轴用键相联，两个外壳用螺栓 联成一体，外壳与套筒之间设有密封圈。内齿轮齿数与外齿轮齿数相等。轮齿通常采用压力角为20° 的渐开线齿廓。工作时靠啮合的轮齿传递转矩。由于轮齿间留有较大的间隙(更好的情况是将齿轮的 齿制成鼓形齿、球形齿顶)，所以能补偿两轴的轴向、径向、偏斜和综合位置误差。 3、 弹性联轴器 常用的弹性联轴器有：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等。 （1）弹性套柱销联轴器 弹性套柱联轴器结构上和凸缘联轴器很近似，但是两个半联轴器的联接不用螺栓，而是用带橡胶弹 性套的柱销，如图所示。为了更换橡胶套时简便而不必拆移机器，设计中应注意留出距离Ａ；为了 补偿轴向位移，安装时应注意留出相应大小的间隙Ｃ

(2）弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器如图所示，它是用若干非金属材料制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中以实现两半联轴器联接的一种联轴器。它具有结构简单、制造容易、更换柱销方便、允许轴向位移大等特点。4、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）定计算扭矩计算转矩Tc由下式求出：Pw? [r,]T,=KT=K9550n（3）定型号要求T..? [T]一许用扭矩[-（4）校核转速n<nmax-允许最高转速（r/min）（5）协调轴孔直径查手册，选取规定直径

（2）弹性柱销联轴器 弹性柱销联轴器如图所示，它是用若干非金属材料制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中以实现 两半联轴器联接的一种联轴器。它具有结构简单、制造容易、更换柱销方便、允许轴向位移大等特 点。 4 、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 计算转矩Tc由下式求出： （3）定型号 [T]——许用扭矩 （4）校核转速 ——允许最高转速（r/min） （5）协调轴孔直径 查手册，选取规定直径。 要求

（6）规定部件安装精度（根据联轴器允许的轴的相对偏移量）离合器：大家都知道手动挡的汽车里都有离合器，它可以在不停车的状态下，将轴分离或者接合。1、牙嵌式离合器适于停车和低速（n<10r/min）时接合。2.摩擦式离合器外摩擦片内摩擦片b)摩擦离合器具有下列优点：1）在任何不同转速条件下两轴都可进行接合或断开；2）过载时摩擦面间将发生打滑，可以防止损坏其它零件；3）接合较平稳，冲击和振动较小。但摩擦离合器在接合过程中。3、特殊功用离合器（1）安全离合器

（6）规定部件安装精度（根据联轴器允许的轴的相对偏移量） 离合器： 大家都知道手动挡的汽车里都有离合器，它可以在不停车的状态下，将轴分离或者接合。 1、牙嵌式离合器 适于停车和低速（n<10r/min）时接合。 2.摩擦式离合器 摩擦离合器具有下列优点：1）在任何不同转速条件下两轴都可进行接合或断开；２）过载时摩擦面 间将发生打滑，可以防止损坏其它零件；3）接合较平稳，冲击和振动较小。但摩擦离合器在接合过 程中。 3 、特殊功用离合器 （1）安全离合器

2、超越离合器安全离合器分为破断式、嵌合式和摩擦式三种，当载荷超过允许值时，它们将分别产生安全元件破断、断开联接、联接打滑等动作，从而防止机器中重要零件的损坏。（2）滚柱式超越离合器一一可实现单向超越（或接合），接合比较平稳，无噪音。如图所示为自行车后轮轴中有棘轮式超越离合器。小结：1、联轴器、离合器的功用、类型、结构及应用。2、掌握联轴器的选择。作业：1、凸缘联轴器两种对中方法的特点各是什么？2、联轴器与离合器的主要区别是什么？3、常用联轴器和离合器有哪些类型？各有哪些特点？来福

2、超越离合器 安全离合器分为破断式、嵌合式和摩擦式三种，当载荷超过允许值时，它们将分别产生安全元件破 断、断开联接、联接打滑等动作，从而防止机器中重要零件的损坏。 （2）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。 如图所示为自行车后轮轴中有棘轮式超越离合器。 小结： 1、联轴器、离合器的功用、类型、结构及应用。 2、掌握联轴器的选择。 作业： 1、凸缘联轴器两种对中方法的特点各是什么？ 2、联轴器与离合器的主要区别是什么？ 3、常用联轴器和离合器有哪些类型？各有哪些特点？