联轴器与离合器教案教材(供参考)

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

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

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

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，螺栓与孔为略有过盈的紧配合，工作时靠螺栓受剪与挤压来传递转矩。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。

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，半联轴器与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。因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动。故主动轴与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