西安石油大学：《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件）第17章 联轴器、离合器和制动器

第17章 联轴器、离合器和 制动器 §17-1 联轴器、 离合器的类型和应用 §172V 固定式刚性联轴器 §17-3 可移式刚性联轴器 §17-4 弹性联轴器 §17-5 牙嵌离合器 §17-6圆盘摩擦离合器 §17-7 磁粉离合器 机械设计基础 §17-8 定向离合器 §17-9 制动器

第17章 联轴器、离合器和 制动器 §17-1 联轴器、离合器的类型和应用 §17-2 固定式刚性联轴器 §17-3 可移式刚性联轴器 §17-4 弹性联轴器 §17-5 牙嵌离合器 §17-6 圆盘摩擦离合器 §17-7 磁粉离合器 §17-8 定向离合器 §17-9 制 动 器

§17-1联轴器、离合器的类型和应用 ◆联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的联接，使它们一起回 转并传递转矩。用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后， 经过拆卸才能把它们分离。用离合器联接的两根轴，在机器 工作中就能方便地使它们分离或接合。 ◆联轴器分刚性和弹性两大类。刚性联轴器由刚性传力件组成， 又可分为固定式和可移式两类。固定式刚性联轴器不能补偿 两轴的相对位移；可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。 弹性联轴器包含有弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具 有吸收振动和缓和冲击的能力

§17-1联轴器、离合器的类型和应用 u 联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的联接，使它们一起回 转并传递转矩。用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后， 经过拆卸才能把它们分离。用离合器联接的两根轴，在机器 工作中就能方便地使它们分离或接合。 u 联轴器分刚性和弹性两大类。刚性联轴器由刚性传力件组成， 又可分为固定式和可移式两类。固定式刚性联轴器不能补偿 两轴的相对位移；可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。 弹性联轴器包含有弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具 有吸收振动和缓和冲击的能力

◆ 离合器主要分牙嵌式和摩擦式两类。另外，还有电磁离合器 和自动离合器。电滋离合器在自动化机械中作为控制转动的 元件而被广泛应用。自动离合器能够在特定的工作条件下自 动接合或分离。 ◆ 联轴器和离合器大都已标准化了。一般可先依据机器的工作 条件选定合适的类型，然后按照计算转矩、轴的转速和轴端 直径从标准中选择所豁的型号和尺寸。必要时还应对其中某 些零件进行验算。 ◆计算转矩T已将机器启动时的惯性力和工作中的过载等因素 考虑在内。联轴器和离合器的计算转矩可按下式确定 Tc=KAT (17-1)

u 离合器主要分牙嵌式和摩擦式两类。另外，还有电磁离合器 和自动离合器。电磁离合器在自动化机械中作为控制转动的 元件而被广泛应用。自动离合器能够在特定的工作条件下自 动接合或分离。 u 联轴器和离合器大都已标准化了。一般可先依据机器的工作 条件选定合适的类型，然后按照计算转矩、轴的转速和轴端 直径从标准中选择所豁的型号和尺寸。必要时还应对其中某 些零件进行验算。 u 计算转矩Tc已将机器启动时的惯性力和工作中的过载等因素 考虑在内。联轴器和离合器的计算转矩可按下式确定 Tc =KAT (17-1)

◆式中：T为名义转矩；K4为工作情况系数，K4值列于表17-1 中。 表17-1工作情况慕数 工 作 机 原动机为电动机时 转矩变化很小的机械：如发电机、小型通风机、小型离心泵 1.3 转矩变化较小的机械：如透平压缩机、木工机械、输送机 1.5 转矩变化中等的机被：如搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 1.7 转矩变化和冲击载荷中等的机械：如织布机、水泥搅拌机、拖拉机 1.9 转矩变化和冲击载荷大的机械：如挖掘桃、起重机、碎石机、造纸机械 2.3

u 式中：T为名义转矩；KA为工作情况系数， KA值列于表17-1 中

§17-2 固定式刚性联轴器 固定式刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器。如图17-1所 示，它是用螺栓联接两个半联轴器的凸缘，以实规两轴联接 的。螺栓可以用普通螺栓，也可以用铰制孔用螺栓。 ◆这种联轴器有普通 的凸缘联轴器(a) 和有对中榫的凸缘 联轴器(b)两种主 要的结构型式。 a) 图17-1凸缘联轴器

§17-2 固定式刚性联轴器 u 固定式刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器。如图17-1所 示，它是用螺栓联接两个半联轴器的凸缘，以实规两轴联接 的。螺栓可以用普通螺栓，也可以用铰制孔用螺栓。 u 这种联轴器有普通 的凸缘联轴器( a ) 和有对中榫的凸缘 联轴器(b)两种主 要的结构型式

§17-3可移式刚性联轴器 ◆由于制造、安装误差或工作时零 件的变形等原因，被联接的两轴 不一定都能精确对中，因此就会 出现两轴间的轴向位移x(图17- 2a),径向位移y(图b)，角位移 b) a(图c),以及由这些位移组合的 综合位移。如果联轴器没有适应 这种相对位移的能力，就会在联 轴器、轴和轴承中产生附加载荷， 甚至引起强烈振动。 图17-2 轴线的相对位移

§17-3 可移式刚性联轴器 u 由于制造、安装误差或工作时零 件的变形等原因，被联接的两轴 不一定都能精确对中，因此就会 出现两轴间的轴向位移x(图17- 2a)，径向位移y(图b) ，角位移 α(图c) ，以及由这些位移组合的 综合位移。如果联轴器没有适应 这种相对位移的能力，就会在联 轴器、轴和轴承中产生附加载荷， 甚至引起强烈振动

u 可移式刚性联轴器的组成零件间构成的动联接，具有某一方 向或几个方向的活动度，因此能补偿两轴的相对位移。常用 的可移式刚性联轴器有以下几种： 一、 齿式联轴器 齿式联轴器是由两个有内齿的外壳3和两个有外齿的套筒4所 组成（图17-3）。套筒与轴用键相联，两个外壳用螺栓2联成 一体，外壳与套筒之间设有密封圈1。内齿轮齿数和外齿轮 齿数相等。工作时靠啮合的轮齿传递转矩。由于轮齿间留有 较大的间隙和外齿轮的齿顶制成球形（图17-36），所以能补 偿两轴的不对中和偏斜（图174）。为了减小轮齿的磨损和相 对移动时的摩擦阻力，在外壳内贮有润滑油

u 可移式刚性联轴器的组成零件间构成的动联接，具有某一方 向或几个方向的活动度，因此能补偿两轴的相对位移。常用 的可移式刚性联轴器有以下几种： 一、齿式联轴器 u 齿式联轴器是由两个有内齿的外壳3和两个有外齿的套筒4所 组成(图17-3a)。套筒与轴用键相联，两个外壳用螺栓2联成 一体，外壳与套筒之间设有密封圈1。内齿轮齿数和外齿轮 齿数相等。工作时靠啮合的轮齿传递转矩。由于轮齿间留有 较大的间隙和外齿轮的齿顶制成球形(图17-3b)，所以能补 偿两轴的不对中和偏斜(图17-4)。为了减小轮齿的磨损和相 对移动时的摩擦阻力，在外壳内贮有润滑油

a) b) 图17-3齿式联轴器 ☒

巴 图17-4齿式联轴器补偿相对位移的情况 ☒

u 齿式联轴器的优点是能传递很大的转矩和补偿适量的综合位 移，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。 二、滑块联轴器 ◆滑块联轴器是由两个端面开有径向凹槽的半联轴器1、3和两 端各具凸榫的中间滑块2所组成（图17-5）。中间滑块两端面上 的凸榫相互垂直，分别嵌装在两个半联轴器的凹槽中，构成 移动副。如果两轴线不对中或偏斜，运转时滑块将在凹槽内 滑动，所以凹槽和滑块的工作面间要加润滑剂。若两轴不对 中，当转速较高时，由于滑块的偏心将会产生较大的离心力 和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷，因此它只适用于低 速，轴的转速一般不超过300r/min

u 齿式联轴器的优点是能传递很大的转矩和补偿适量的综合位 移，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。 二、滑块联轴器 u 滑块联轴器是由两个端面开有径向凹槽的半联轴器1、3和两 端各具凸榫的中间滑块2所组成(图17-5)。中间滑块两端面上 的凸榫相互垂直，分别嵌装在两个半联轴器的凹槽中，构成 移动副。如果两轴线不对中或偏斜，运转时滑块将在凹槽内 滑动，所以凹槽和滑块的工作面间要加润滑剂。若两轴不对 中，当转速较高时，由于滑块的偏心将会产生较大的离心力 和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷，因此它只适用于低 速，轴的转速一般不超过300 r/min