机械设计-联轴器
机械设计-联轴器概述
外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶 弹性套的柱销联接两个半联轴器。 预留间隙以补偿轴向位移。
联轴器概述
2 联轴器的分类
2、挠性联轴器：有弹性元件
弹性柱销联轴器
用尼龙制成的柱销置于两个半联轴 器凸缘的孔中。能补偿较大的轴向位 移，并允许微量的径向位移和角位移。
上述两种联轴器的动力通过弹性元 件传递，缓和冲击、吸收振动。
联轴器概述
1 联轴器的功用 2 联轴器的分类 3 小结
CONTENTS
目 录
联轴器概述
1 联轴器的功用
联轴器又称联轴节。用来将不同机构中的主动轴和从动轴牢固地联接起来一 同旋转，并传递运动和扭矩的机械部件。有时也用以联接轴与其他零件（如齿 轮、带轮等）。
2 联轴器的分类
刚性联轴器
联轴器 挠性联轴器
联轴器概述
3 小结
联轴器的功用：传递运动和扭矩的机械部件
刚性联轴器
套筒联轴器 凸缘联轴器
联轴器的分类 挠性联轴器
无弹性元件 有弹性元件
滑块联轴器 万向联轴器 齿轮联轴器
弹性圈柱销联轴器 弹性柱销联轴器 轮胎联轴器
谢谢观看
无弹性元件 有弹性元件
联轴器概述
2 联轴器的分类
1、刚性联轴器 对两轴间的各种相对位移无补偿能力，对两轴对中性要求高。两轴有相对位移
时，会在结构内引起附加载荷。这类联轴器的结构比较简单。
套筒联轴器
凸缘联轴器
联轴器概述
2 联轴器的分类
1、刚性联轴器
套筒联轴器
用套筒通过键或销将两轴连接在一 起，用紧定螺钉来实现轴向固定。如 果销轴尺寸设计得当，过载时会被剪 断，可以防止损坏机械的其他零件。 这种起到安全保护作用的联轴器称为 安全联轴器。
联轴器的设计计算
联轴器的设计计算一、概述联轴器是用来连接两个轴相对旋转或平行位移的装置，可以传递扭矩和运动。
在机械传动系统中，联轴器的设计和计算非常重要，它决定了传动系统的可靠性、效率和寿命。
本文将介绍联轴器的设计和计算方法。
二、设计要求1.承受的扭矩：根据传动装置的要求和工作条件，确定联轴器需要承受的扭矩。
2.轴的直径和长度：根据传动装置的要求和工作条件，确定联轴器轴的直径和长度。
3.连接方式：根据传动装置的要求和工作条件，确定联轴器的连接方式，如齿轮联轴器、弹性联轴器等。
4.工作环境：根据传动装置的工作环境，选择适合的材料和润滑方式。
三、设计计算1.扭矩计算根据传动装置需要传递的扭矩和转速，可以计算出联轴器需要承受的扭矩。
扭矩的计算公式为：T=P/ω其中，T为扭矩（Nm），P为功率（W），ω为角速度（rad/s）。
2.轴的直径和长度计算联轴器轴的直径和长度需要根据承受的扭矩和材料的强度来确定。
根据承受的扭矩和材料的强度，可以计算出轴的直径。
轴的直径计算公式为：d = sqrt[(16 * T) / (π * p * τ)]其中，d为轴的直径（mm），T为扭矩（Nm），p为扭矩传递系数（一般取1.5-2.5），τ为材料的允许应力（MPa）。
根据联轴器的连接方式，可以确定联轴器轴的长度。
在齿轮联轴器中，联轴器轴的长度等于齿轮的轴向厚度。
在弹性联轴器中，联轴器轴的长度需要根据弹性材料的变形和弹性模量来确定。
3.运动计算根据传动装置的工作条件和联轴器的连接方式，可以计算出联轴器的转速和传动比。
在齿轮联轴器中，联轴器的转速和传动比等于齿轮的转速和齿比。
在弹性联轴器中，联轴器的转速和传动比需要根据弹性材料的变形和弹性模量来确定。
4.材料选择根据联轴器的工作环境和工作条件，选择适合的材料。
常用的材料有钢、铸铁、铜、铝等。
材料的选择要考虑到强度、刚性、耐磨性、耐腐蚀性等因素。
另外，根据工作环境和工作条件，选择适当的润滑方式，以减少磨损和摩擦。
机械设计基础-第9章-轴和联轴器
碳素钢
500许用弯曲应力170
75
45
600
200
95
55
700
230
110
65
800
合金钢
900
270
130
75
300
140
80
1000
330
150
90
铸钢
400
500
100
50
30
120
70
40
折合系数取值：α=
0.3 ----转矩不变； 0.6 ----脉动变化； 1 ----频繁正反转。
设计公式： d 3 M d
滑动轴承 向心球轴承 调心球轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 安装齿轮处轴
的截面
允许偏转角 [θ](rad)
0.001 0.005 0.05 0.0025 0.0016
0.001~0.00 2
四、轴的设计
类比法 根据轴的工作条件，选择与其相似的轴进行类比及结构设计，画出 轴的零件图。
设计计算法
根据轴的工作条件选择材料，确定许用应力。 按扭转强度估算出轴的最小直径。 设计轴的结构，绘制出轴的结构草图。包括
第九章 轴和联轴器
§9.1 轴的分类和材料 §9.2 轴的结构 §9.3 轴的计算 §9.4 轴毂联结 §9.5 联轴器和离合器
§9-1 轴的分类和材料
轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转 运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，并传递运动和动力。
分类： 按承受载荷分有：
类 型
按轴的形状分有：
为了减少键槽对轴的削弱，可按以下方式修正轴径
有一个键槽
有两个键槽
轴径d＞ 100mm
机械设计联轴器选择方法
机械设计联轴器选择方法机械设计中，联轴器是用于连接两个轴的装置。
它的作用是传递扭矩和旋转运动，同时允许轴之间产生一定的轴向和径向位移。
联轴器的选择非常重要，因为一个好的联轴器能够提高传动效率、减少振动和噪音，同时保护设备免受损坏。
以下是关于机械设计联轴器选择方法的详细说明：1. 确定扭矩和转速：首先需要确定需要传递的扭矩和转速。
扭矩是联轴器设计的主要参数之一，通常以N·m或kg·m为单位。
转速是指轴的旋转速度，通常以rpm（每分钟转数）为单位。
这些参数对于选择合适的联轴器至关重要。
2.确定工作环境：联轴器将工作在不同的环境条件下，比如温度、湿度和腐蚀性。
这些环境因素将影响联轴器的材料选择和润滑方式。
因此，需要仔细考虑这些因素，并选择适合的联轴器。
3.确定轴的位置和安装方式：联轴器应根据轴的位置和安装方式进行选择。
根据轴之间的角度和相对位置确定联轴器的类型，如直联轴、弹性联轴、齿联轴等。
此外，还需要考虑轴的直径和长度，以确保联轴器能够正确安装在轴上。
4.选择合适的联轴器类型：根据具体应用需求选择适合的联轴器类型。
以下是几种常用的联轴器类型：-弹性联轴器：适用于传递较小扭矩和有轴向和径向位移的应用。
常见的弹性联轴器包括弹性套联轴器、弹性销联轴器和弹性软管联轴器等。
-齿联轴器：适用于传递大扭矩和高速旋转的应用。
常见的齿联轴器包括光柱齿联轴器和弹性齿联轴器等。
齿联轴器具有高传递效率和精确的扭矩传递。
-液力联轴器：适用于需要传递大扭矩和具有阻尼和减振功能的应用。
液力联轴器通过液流阻尼器传递扭矩，可实现平稳的起动和减振效果。
5.选择合适的联轴器尺寸：根据预估的扭矩和转速选择相应的联轴器尺寸。
一般来说，联轴器的额定扭矩应大于实际传递的扭矩，并且转速应在联轴器的工作范围内。
6.考虑预防和维护：选择合适的联轴器还需要考虑预防和维护措施。
例如，选择带有润滑装置的联轴器可以延长使用寿命，而选择易于拆卸和维修的联轴器可以简化维护过程。
机械设计-联轴器
工作原理：通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动。 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。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 32
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。
二、带式制动器
引起磨损和发热；
22
第十六章 联轴器、离合器和制动器 25
第十六章 联轴器、离合器和制动器 26
2）多片式圆盘摩 主动摩擦片 被动摩擦片 调整螺母
擦离合器
杠杆 滑环
结构特点： 多个摩擦片叠加在 一起；
工作原理：移动 滑环，通过杠杆 作用，压紧或放 松磨擦片，来实 现两轴的结合与 分离。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 27 3. 滚柱超越离合器
第十六章 联轴器、离合器和制动器 24
1）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。
优点：
1.在任何转速条件下两轴都可 Rf
以进行结合； 2.过载时打滑，起保护作用；
33
Fa
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， 1
第十六章 联轴器、离合器和制动器 9 3.套筒联轴器
这是一种结构最简单的固定式联轴器（图 19-4），这种联轴器是一个圆柱形套筒，用两个 圆锥销来传递转矩。当然也可以用两个平键代替 圆锥销。其优点是径向尺寸小，结构简单。结构 尺寸推荐：D=(1.5-2)d；L=(2.8-4)d。此种联 轴器尚无标准，需要自行设计，如机床上就经常 采用这种联轴器。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 28
机械设计课程设计联轴器
机械设计课程设计联轴器一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握联轴器的基本原理、结构和设计方法。
知识目标包括：掌握联轴器的分类、工作原理和主要参数；了解联轴器的设计方法和步骤。
技能目标包括：能够运用所学的知识对简单的联轴器进行设计和计算；能够分析联轴器在使用中可能出现的问题并提出解决方案。
情感态度价值观目标包括：培养学生的创新意识和团队合作精神，使学生认识到机械设计在工程实际中的应用价值。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括联轴器的原理、结构、分类、设计方法和步骤。
教学大纲如下：1.联轴器的基本原理和结构1.1 联轴器的作用和分类1.2 联轴器的主要参数2.联轴器的设计方法和步骤2.1 设计前的准备工作2.2 联轴器的设计计算2.3 联轴器的校核计算2.4 联轴器的设计图纸3.联轴器的应用案例分析3.1 某型发动机联轴器的设计3.2 联轴器在工程实际中的应用三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解联轴器的基本原理、结构和设计方法。
2.讨论法：引导学生探讨联轴器的设计方法和步骤，培养学生的创新意识和团队合作精神。
3.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解联轴器在工程实际中的应用价值。
4.实验法：安排课后实验，让学生动手操作，加深对联轴器的理解和掌握。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：《机械设计基础》2.参考书：《联轴器设计与应用》3.多媒体资料：联轴器的结构原理动画、实际应用视频等4.实验设备：联轴器实验装置、测量工具等以上教学资源将有助于提高本节课的教学质量和学生的学习效果。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面反映学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答和小组讨论等情况，评估学生的学习态度和理解能力。
机械设计专升本章节练习题(含答案)——联轴器
第18章联轴器【思考题】18-1 什么是刚性联轴器？什么是弹性联轴器？两者有什么区别？18-2 固定式刚性联轴器与可移式刚性联轴器的主要区别是什么？18-3 可移式刚性联轴器与弹簧联轴器的异同点是什么？18-4参照机械设计手册，进一步了解联轴器的主要参数。
A级能力训练题1.联轴器与离合器的主要作用是，不能用来联接。
（1）传递扭矩，两根平行轴（2）缓和冲击和振动，套装在轴上的两个零件（3）防止机器发生过载，轴和套装在轴上的零件（4）补偿两轴的不同心度或热膨胀，两根同心轴2.在载荷平稳、冲击轻微且两轴对中准确的情况下，若希望寿命较长，则宜选用联轴器。
在载荷不平稳且具有较大的冲击和振动的场合下，一般宜选用联轴器。
（1）刚性固定式（2）刚性补偿式（3）弹性（4）安全3.刚性联轴器中，应用最广泛的是______联轴器。
（1）套筒 2）凸缘（4）万向节（5）齿轮（3）十字滑块4.弹性套柱销联轴器的主要缺点是。
（1）只能容许两轴线有相对径向偏移（2）制造和装拆困难（3）只能容许两轴线有相对角偏移（4）传递的扭矩很小（5）在轴线相对角偏移较大时，橡胶圈磨损寿命短5.尼龙柱销联轴器的刚度特性属于。
其主要缺点是。
（1）定刚度的，不宜用于高速、起动频繁和正反转多变的传动（2）变刚度的，径向尺寸大、允许的工作温度范围小（3）既可以是定刚度的，也可以是变刚度的，结构复杂、制造不便6.凸缘联轴器依靠铰制孔螺栓来保证两轴同心，也可依靠两个半联轴器上的凸肩和凹槽的配合来保证两轴同心。
以上两者相比较，前者的优点是。
（1）制造比较方便（2）装配比较方便（3）拆卸比较方便（4）对中精度较高7.安全联轴器是用来限制联轴器所传递的。
（1）功率（2）转速（3）扭矩（4）冲击载荷。
机械零件设计 联轴器
2.2
透平压缩机、木工机械、输送机
1.5
1.7
2.0
2.4
搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机
1.7
1.9
2.2
2.6
织布机、水泥搅拌机、拖拉机
1.9
2.1 2.4
2.8
挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 2.3
2.5 2.8
3.2
压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵 3.1
3.3 3.6
4.0
3. 确定联轴器的型号
梅花形弹性联轴器 轮胎联轴器
（一）刚性联轴器 1 、固定式刚性联轴器 （1）凸缘联轴器
（a）
（b）
图19-2 凸缘联轴器
凸缘联轴器应用实例
（2）套筒联轴器
结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定 螺钉来实现轴向固定。
半圆键 型式：
普通平键
特点：结构简单、使用方便、 传递扭矩较大，但不 能缓冲减振 。
应用：用于载荷较平稳的 两轴联接 。
潘存云教授研制
套筒联轴器
潘存云教授研制
2 、可移式刚性联轴器
（1）齿式联轴器
齿式联轴器是由两个带内齿的外套筒3和两个带外齿的
套筒1组成。套筒与轴相联，两个外套筒用螺栓5联成一体。
1 23
4 56
工作时靠啮合的轮
齿传递扭矩。为了减少 轮齿的磨损和相对移动 时的 摩擦阻力，在壳内
进行必要的承载能力校核
为安全起见，凸缘联轴器的外圈还应加上防护罩或将 凸缘制成轮缘型式。制造凸缘联轴器时，应准确保持半联 轴器的凸缘端面与孔的轴线垂直，安装时应使两轴精确同 心。
半联轴器的材料通常为铸铁，当受重载或圆周速度 v≥30m/s时，可采用铸钢或锻钢。凸缘联轴器的结构简单、 使用方便、可传递的转矩较大，但不能缓冲减振。常用于 载荷较平稳的两轴联接。它的基本参数和主要尺寸见有关 参考文献或设计手册。
机械设计中的联轴器与制动器设计
机械设计中的联轴器与制动器设计联轴器与制动器在机械设计中扮演着重要的角色，它们被广泛应用于各类传动系统和制动装置中。
本文将讨论联轴器与制动器设计中的关键要素以及设计过程。
一、联轴器设计联轴器是将两个轴连接在一起以传递动力或扭矩的装置。
联轴器的设计要考虑以下几个方面：1. 载荷要求：根据所要传递的扭矩或动力，确定联轴器的承载能力。
这需要考虑轴的直径、材料以及联轴器结构的特点。
2. 轴间距与对中要求：确定轴的间距和对中要求，这对于联轴器的设计和安装非常重要。
合适的轴间距和准确的对中可以减轻对轴和联轴器的不必要应力。
3. 轴向与径向间隙：联轴器的设计时需要考虑合适的轴向和径向间隙，以便在轴的转动和承载过程中保证联轴器的正常工作。
4. 动态平衡要求：联轴器在高速运转时需要考虑动态平衡的问题，以减小震动和噪音，并保证机器的正常运行。
二、制动器设计制动器是一种用于控制机械装置停止或减速的装置，其设计要点如下：1. 制动力要求：根据机械系统的要求，确定所需的制动力以及制动器的类型，如摩擦制动器、液压制动器等。
2. 制动器尺寸与结构：制动器的尺寸和结构要适应机械系统的安装空间和工作环境。
同时，设计中要考虑制动器的散热问题，以保证长时间工作时的制动效果。
3. 制动器的控制方式：确定制动器的控制方式，可以是手动控制、电磁控制、液压控制等，这取决于机械系统的需求和功能。
4. 安全性设计：制动器在工作过程中要保证安全性。
设计中应考虑到制动力的可靠性和稳定性，以及在紧急情况下的制动效果。
三、联轴器与制动器的选型在设计中，选型是关键的一步。
联轴器和制动器的选型要考虑到机械系统的传动要求、工作环境、工作时间等因素。
最合适的选型能够提高机械系统的可靠性和效率。
联轴器与制动器在机械设计中的重要性不可忽视。
它们的设计要素包括承载能力、对中要求、轴向与径向间隙、动态平衡要求等。
而制动器的设计要点则包括制动力要求、尺寸与结构、控制方式以及安全性设计。
华中科技大学—机械设计—第09章 联轴器
1
联轴器 联轴器
离合器
2
已标准化，只需根据使用要求合理选用
《机械设计》
§9 联轴器、离合器和制动器
§9-1 联轴器
一、联轴器的类型 联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差 承载后 制造及安装误差、承载后 制造及安装误差 的变形及温度变化 温度变化等，会使两轴线不能严格对中 的变形 温度变化
轴向位移：
《机械设计》 §9-1 联轴器
§9-2 离合器
一、离合器的类型 1、牙嵌式离合器
《机械设计》
§9-2 离合器
牙嵌式离合器
此键是什么键？是什么联接？ 此键是什么键？是什么联接？
常用的牙型有：三角形、矩形、 常用的牙型有：三角形、矩形、 梯形和锯齿形 结构最简单，外廓尺寸小。 结构最简单，外廓尺寸小。但 接合时必须使主动轴慢速转动 或停车， 或停车，否则牙齿容易损坏
《机械设计》
§9-1 联轴器
弹性圈柱销联轴器： 弹性圈柱销联轴器：
《机械设计》
§9-1 联轴器
联轴器轴孔和键槽的形式及代号
两个半联轴器的孔径、长度、孔的类型、键槽类型可 两个半联轴器的孔径、长度、孔的类型、 相同，也可不同！ 相同，也可不同！
《机械设计》
§9-1 联轴器
电机轴 d1 = 38mm、L1 =80mm 、
《机械设计》 §9-1 联轴器
B、弹性柱销联轴器
结构简单，两半联轴器可以互换，加工容易， 结构简单，两半联轴器可以互换，加工容易，维修方便
耐磨性好，结构紧凑，适合于冲击不大，经常正反转的中、 耐磨性好，结构紧凑，适合于冲击不大，经常正反转的中、 低速以及较大转矩的传动轴系
《机械设计》
§9-1 联轴器
机械设计基础第十六章联轴器 离合器 制动器课件
按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类； 按操纵方式分有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等； 可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能 在特定条件下，自动地接合或分离。
对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠； 结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好； 操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。
按照弹簧的形状分：
螺旋弹簧 环形弹簧 碟形弹簧 板簧 盘簧 异型弹簧
按照承受载荷的循环次数N
Ⅰ类弹簧（N>106）:内燃机气门弹簧；电磁制动器弹簧
Ⅱ类弹簧（N=103---105）：调速器弹簧；安全阀弹簧，一般车辆弹 簧
Ⅲ类弹簧（N<103和受静载）：摩擦式安全离合器弹簧 螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，所以应用
并紧不磨平端
YⅠ YⅡ
d/4
并紧磨平端
1
H0
d
(3/4)d
D1 D2 D
2）、拉伸弹簧 如图，圆柱螺旋拉伸弹簧不受外力的自由状态，此时
弹簧各圈应互相并拢。
H0 p
D D2 D1
拉伸弹簧 的端部结构 形式
d
LⅠ LⅡ LⅧ LⅦ
2、基本参数及尺寸 圆柱螺旋弹簧的主要参数有：
机械设计基础-14.1联轴器的种类和特性
第一节联轴器的种类和特性联轴器和离合器都是用于轴与轴的对接，使两轴一起转动，并传递转矩：联轴器的特点是：只有在停车时，才能用拆卸的方法把两轴分开。
例如：离合器的特点是：在机器的运转中就可以随意傍边地实现两轴的分离或接合。
而不必拆卸。
例如：汽车、摩托车都有离合器，有时发动机工作，而汽车没有动，就是因为离合器处于分离状态。
一、两轴之间的相对位移实际中，由于制造、安装的误差，以及工作中零件的变形等原因，往往使两轴的轴心线不能够很好的重合，两轴在工作中会产生相对位移立即本的位移形式有以下几种：轴向位移同轴线径向位移轴线平行，但不重合角位移轴线倾斜实际中的两轴，有时可能只产生某一种相对位移，但有时可能同时产生两种或三种相对位移形式——称为综合位移二、联轴器的类型根据工作中是否允许两轴产生相对位移，可分为两大类1、刚性联轴器不允许两轴相对位移，要求两轴严格对中，否则会产生附加载荷。
又可分为凸缘联轴器、套筒联轴器（元件之间构成固定连接）、夹壳联轴器凸缘联轴器结构型式有两种：(1)普通凸缘联轴器(图a)：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b)：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，凸缘联轴器可做成带防护边的(图c)。
2、挠性联轴器允许两轴有相对位移。
可分为无弹性元件的挠性联轴器、金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器：靠元件之间的相对运动适应两轴的位移，构成可动联接。
又可分为：齿轮联轴器、滚子链联轴器、滑块联轴器、十字轴万向联轴器弹性联轴器是靠弹性元件的变形适应两轴的相对位移。
金属弹性元件挠性联轴器可分为：蛇形弹簧联轴器、簧片联轴器。
非金属弹性元件挠性联轴器可分为：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、弹性柱销齿式联轴器、梅花形弹性联轴器、轮胎式联轴器。
机械设计基础 第十四章 联轴器与离合器制动器
键对的轴向位移、径向位移、角位移或综合位移。
②万向联轴器1——主、从动轴的叉状接头；2——十字形连接件；3——轴销；4——中间轴，左右单万向联轴器。
=45°。
允许两轴线夹角αmax单万向联轴器：ω1恒定时，ω4变速，引起惯性力。
双万向联轴器：可使从动轴ω恒定。
条件——中间轴两叉头在同一平面内；两万向联轴器的夹角需相等。
应用：汽车、拖拉机、金属切削机床中。
组成：两个外表面带齿的套连）；两个内表面有（螺栓联工作时：转矩有齿轮传递。
14—4 非金属弹性元件挠性联轴器L sd1:10圆锥形孔圆柱形孔短圆柱形孔A12345A A§14—5 牙嵌离合器组成：左摩擦盘（联接主动轴）右摩擦盘（从动轴，可工作原理：依靠接触面上产生的摩擦力矩来传递特点：可平稳的接合、脱开；、多片式摩擦离合器外套筒内套筒内摩擦片主动轴从动轴特点：结构紧凑、轴向压力小，传递转矩大。
应用：机床变速箱、飞机、汽车及起重设备中。
自动离合器自动离合器是能根据机器运转参数（T,n ）的变化而自动完成接合和分离动作的离合器。
当传递的转矩达到一定值时，便能自动分离，具有防止摩擦式安全离合器二、离心式离合器套筒1与主动轴连，套筒2与从动轴连，外表面覆着石棉的闸块3，当转速大时，闸块3产生的离心力使闸块压向套筒2，产生摩擦力从而带动从动轴一起转。
相连，1内均有径向叶片，14—8 制动器。
机械设计复习参考题(第14章联轴器)
第14章 联轴器和离合器重要基本概念1．联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。
二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。
2．联轴器所联两轴的偏移形式有哪些？如果联轴器不能补偿偏移会发生什么情况？ 偏移形式有：径向偏移、轴向偏移、角偏移和综合偏移。
如果被联接两轴之间的相对偏移得不到补偿，将会在轴、轴承及其它传动零件间引起附加载荷，使工作情况恶化。
3．刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器的区别是什么？各适用于什么场合？ 两类联轴器补偿相对位移的方法不同。
刚性可移式联轴器利用组成零件之间的动联接来补偿相对位移。
弹性可移式联轴器利用弹性零件的变形来补偿位移。
由于刚性可移式联轴器没有弹性零件，不能缓和冲击和振动，一般用于载荷较大，工作较平稳的场合。
而弹性可移式联轴器不仅能补偿综合位移，还能缓冲、吸振。
适用于频繁启动、变载荷、高速度、经常正反转工作的场合。
4．选择联轴器类型和尺寸的依据是什么类型选择依据：被联接两轴的对中性、传递载荷的大小和特性、工作转速、安装尺寸的限制、工作环境等。
尺寸选择依据：计算转矩T c 、轴的转速n 、被联接轴的直径d 。
自测题与答案 一、选择题14-1．联轴器与离合器的主要作用是________。
A ．缓冲、减振 B. 传递运动和转矩C ．防止机器发生过载 D. 补偿两轴的不同心或热膨胀 14-2．对低速、刚性大的短轴，常选用的联轴器为________。
长沙大学A ．刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器C. 弹性联轴器D. 安全联轴器14-3．当载荷有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，一般选用________。
A ．刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器C. 弹性联轴器D. 安全联轴器14-4．两轴的偏角位移达30°，这时宜采用__________联轴器。
机械设计基础中的联轴器选择与设计
机械设计基础中的联轴器选择与设计在机械设计中，联轴器是一种用于连接两个或多个旋转轴的装置。
它具有重要的作用，可以传递扭矩和角动量，并允许轴的相对运动。
本文将探讨在机械设计中联轴器的选择和设计。
一、联轴器的选择联轴器的选择取决于多个因素，包括传递扭矩、转速、轴的直径和长度、安装空间等。
下面将介绍几种常见的联轴器类型及其适用范围。
1. 钳形联轴器钳形联轴器适用于中小功率传动和速度不高的场合。
它的优点是结构简单，安装方便。
但是由于存在滑动与磨损，限制了其应用范围。
通常用于风机、压缩机等设备。
2. 弹性联轴器弹性联轴器适用于中等转速和较大扭矩的传动。
它具有良好的减震和缓冲性能，可以吸收轴的偏差和振动，延长设备寿命。
常见的弹性联轴器有齿式联轴器、丸销联轴器等。
3. 锁紧联轴器锁紧联轴器适用于高速高扭矩传动。
它通过锁紧机构将轴与轴套固定在一起，具有良好的刚性和传递效率。
常见的锁紧联轴器有套筒联轴器、鳍片联轴器等。
除了上述类型的联轴器，还有一些特殊应用的联轴器，如磁性联轴器、油膜联轴器等。
根据具体传动要求和设备特点，选择合适的联轴器至关重要。
二、联轴器的设计联轴器的设计涉及到轴的直径和长度、键槽尺寸、轴套的材料等。
下面将介绍设计联轴器时应注意的几个方面。
1. 轴的直径和长度根据联轴器的扭矩要求和转速要求，可以计算出轴的直径和长度。
在计算时需要考虑扭矩的大小、材料的强度和轴上的连接件等因素。
2. 键槽尺寸键槽的尺寸应根据联轴器的连接要求进行设计。
键槽的宽度、深度和形状都需要满足联轴器的要求，以确保连接的可靠性和传递效率。
3. 轴套材料轴套直接接触联轴器，其材料的选择也十分重要。
常见的轴套材料有钢、铸铁、铜等。
根据具体要求选择耐磨、耐腐蚀和传热性能好的材料。
总结：联轴器的选择和设计直接关系到传动系统的性能和可靠性。
在选择联轴器时，需考虑传递扭矩、转速等因素，并根据具体要求选择合适的联轴器类型。
在设计联轴器时，需注意轴的直径、长度、键槽尺寸和轴套材料等关键参数。
机械设计基础 第十四章
(3) 弹性柱销联轴器
如图14-6所示，弹性柱销联轴器(LX型，GB/T5014-2003， 附表5) 是用尼龙柱销将两个半联轴器连接起来。这种联轴器结 构简单，维修安装方便，具有吸振和补偿轴向位移及微量径向 位移和角位移的能力。允许径向位移为0.1~0.25 mm。
图14-6 弹性柱销联轴器
14.1 联轴器 14.1.1 联轴器的功能和分类
联轴器是机械传动中一种常用的轴系部件，它的基本功 用是连接两轴，有时也用于连接轴和其他回转零件，以传递 运动和转矩。有时也可作为一种安全装置用来防止被连接机 件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。
联轴器所连接的两轴，由于制造和安装的误差，承载后 的变形以及温度变化、轴承磨损等原因，都可能使被连接的 两轴相对位置发生变化，如图14-1所示。
14.3 制动器
制动器是用来降低机械运转速度或迫使机械停止运转的 装置。制动器通常装在机构中转速较高的轴上，这样所需制 动力矩和制动器尺寸可以小一些。
14.3.1 制动器的类型
制动器的分类有很多种，常见的有以下几种：
按照制动零件的结构特征，制动器可分为带 式、块式、盘式等形式的制动器。
按机构不工作时制动零件所处状态，制动器可 分为常闭式和常开式两种制动器。
图14-3 夹壳联轴器
2. 可移式联轴器
(1) 十字滑块联轴器
如图14-4所示，十字滑块联轴器是由两个端面带槽的半联 轴器1和3以及一个两面具有凸榫的浮动盘2所组成。浮动盘的 两凸榫互相垂直并分别嵌在两半联轴器的凹槽中，凸榫可在 半联轴器的凹槽中滑动。利用其相对滑动来补偿两轴之间的 偏移。
图14-4 十字滑块联轴器
图14-10 牙嵌式安全离合器
机械设计基础之联轴器
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弹性联轴器
2．弹性柱销联轴器结构特点及应用 ． 弹性元件为尼龙材料 的柱销，柱销的形状 能增大角度位移的补 偿能力 优点：与弹性套柱销联轴器 相比，其传递转矩的能力大， 结构更为简单，制造容易，更 换方便；而且柱销的耐磨性好。 应用：用于速度适中、有 正反转或起动频繁、对缓 冲要求不高的场合。
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§3 联轴器的选择
类型选择 标准联轴器的选择 1．联轴器类型的选择 ． 选择原则： 选择原则：其使用要求和类型特性一致 对低速，刚性较好的轴 对高速，刚性较差的轴 对轴线相交的两轴 对大功率重载传动 对高速、且有冲击或振动的轴
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尺寸型号的选择
选固定式联轴器； 可移动刚性联轴器； 选用万向联轴器； 选用齿轮联轴器。 选用弹性联轴器；
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固定式刚性联轴器
2、套筒联轴器工作特点 、
可传递较大的转矩， 但必须用紧定螺钉 作轴向固定； 特点： 特点：结构简单紧凑，易于 制造，但装拆不方便，两轴对 中性要求较高。 应用： 应用：适应于低速、轻载无 冲击，安装精度高的场合。在 机床中应用广泛。 传递较小的转矩
a)键联接
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§6 定向离合器
三、定向离合器 工作原理 由星轮、套筒、滚柱及 弹簧顶杆等组成。 当星轮主动并作顺时针 转动时，套筒随星轮一起 回转，离合器处于接合状 态。 而当星轮反向回转时， 离合器处于分离状态。所 以，此离合器只能单向传 递转矩，称为定向离合器。
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§2 联轴器
由于制造、安装等原因， 常使两轴产生相对位移 要求联轴器在结构上应具有 补偿一定范围偏移量的能力。
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滚柱定向离合器
DUT-MYL 33
自动离合器
—— 离心式自动离合器
瓦块2 外鼓轮1 转轴4
弹簧3
常开式—— 自动接合
常闭式——
自动分离
DUT-MYL 34
磁粉离合器
金属套筒1为从动件 铁和石墨的粉末2 环形励磁线圈3 电磁铁4
DUT-MYL 35
实例：
图为汽车变速箱中轮系机构简图，其中A、B
为分别联于主、从动轴的两部分的离合器。由于
凸缘式、套筒式、夹壳式、 铰制孔螺栓定位
凸缘式联轴器
DUT-MYL 6
？
凸肩与凹槽定位 凸缘式联轴器
DUT-MYL 7
加防护边凸缘式联轴器
DUT-MYL 8
刚性联轴器
套筒式联轴器
夹壳式
DUT-MYL 9
剪切销安全联轴器（单剪）
DUT-MYL
剪切销安全联轴器（双剪）
10
二、挠性联轴器 1、无弹性元件联轴器
Ⅰ、Ⅱ在同一变速箱中，两轴对中性好，选用牙
嵌式离合器。
DUT-MYL 36
§4 制 动 器
外抱块式制动器—长行程块式制动器、
短行程块式制动器
内胀蹄式制动器—双蹄制动器、多蹄制动器
制动器
（摩常擦开式、制常动闭器）
带式制动器—简单带式制动器、差动带式制动器、 组合带式制动器
钳盘—固定钳式制动器、浮动钳式制动器
万向联轴器3.swf 万向联轴器2.swf 万向联轴器T-MwYfL 13
4）齿式联轴器
特点： 补偿较大的综合 位移； 成本较高。
DUT-MYL 14
5）滚子链联轴器
特点： 结构简单、尺寸 小、成本低； 一定的补偿能力 及缓冲吸振能力； 不宜于频繁启停、 高速场合。
DUT-MYL 15
蛇形弹簧联轴器
DUT-MYL 22
§ 2 联轴器的选择
一、类型选择
主要依据
1、转矩大小性质、缓冲、减振
2、转速、离心力
3、相对位移大小、方向
4、可靠性、工作环境
5、制造、安装、维护、成本
二、联轴器计算转矩
Tca = KA T
T —— 公称转矩 KA —— 工况系数
DUT-MYL 23
三、确定联轴器的型号 Tca ≤ [T]
DUT-MYL 25
实例2： 图示为起重机电机与减速器的连接，
——选用梅花弹性块联轴器，以补偿两轴间的误差。
DUT-MYL 26
§3 离合器
牙嵌 离合器
牙型：矩形、三角形、梯形
离 合 器
摩擦 离合器
单片式 多片式
手动、电动、 液压、气动
特殊 离合器
安全离合器 单向（超越）离合器 自动离合器 磁粉离合器
DUT-MYL 27
牙嵌式离合器
DUT-MYL 28
圆盘摩擦离合器
DUT-MYL 29
多盘摩擦离合器
.swf
摩 擦 离 合 器 工 作 过 程
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电磁摩擦离合器
齿形离合器
DUT-MYL 31
滚珠安全离合器
F n
DUT-MYL 32
单向（超越）离合器
星轮1 滚柱3 弹簧顶杆4 外圈2
联 轴 器
无弹性 2.滑块联轴器 元件 3.十字轴式万向联轴器 4.齿式联轴器
挠性 联轴器
(有补偿能力）
有弹性 元件
5.滚子链联轴器
1.弹性套柱销联轴器 2.弹性柱销联轴器 3.星形弹性联轴器 4.梅花形弹性联轴器 5.轮胎式联轴器
6.膜片联轴器
DUT-MYL 5
2、联轴器的类型 （1）、刚性联轴器
四、校核最大转速 n ≤ nmax
五、协调轴孔直径 六、确定安装精度 七、校核
联轴器主要传动件的校核
DUT-MYL 24
实例1： 高速轴——转速较高，
电机与减速箱中心高不同， 两轴必有相对偏差， ——弹性柱销联轴器；弹性套 柱销联轴器。 低速轴——转速较低， 载荷较大，两轴有相对偏差， ——选无弹性元件的挠性联轴 器，如齿轮联轴器或链式联轴 器。
联轴器特性：1）缓冲吸振（具有弹性元件）
2）误差补偿
两轴的相对位移类型：
★ 径向位移
★ 轴向位移
综合位移
★ 角位移
DUT-MYL 3
1、两轴的相对位移 轴向位移:x
径向位移:y
角位移:α
综合位移:x、y、α
DUT-MYL 4
2.联轴器类型
1.套筒式
刚性
2.夹壳式
联轴器 3.凸缘式
(无补偿能力）
1.十字滑块联轴器
1）十字滑块联轴器
补偿径向位移 转速不宜过高
DUT-MYL 11
2）滑块联轴器
补偿径向位移 采用胶木滑块 极限转速较高
DUT-MYL 12
无弹性元件的挠性联轴器
万向联轴器0.swf
3）万向联轴器
具有大的角位移补偿能
力α≤45°；
ω1≠ω2 ； 成对使用
当α1=α2 O1、O2 在同一平面时 ω1=ω2
第15章 联 轴 器 和 离合器
主要内容 1、联轴器的类型、特点及应用； 2、联轴器类型的选择； 3、离合器类型、特点及应用
DUT-MYL 1
轿车传动系统
DUT-MYL 2
§1 概 述
一、功用
联轴器——轴与轴间的联接,运转时不能分合；
离合器——轴与轴间的联接, 运转时随时分合；
制动器——
二、联轴器特性和种类
2、有弹性元件联轴器 1）弹性套柱销联轴器
DUT-MYL 16
2）弹性柱销联轴器
DUT-MYL 17
3）星形弹性联轴器
DUT-MYL 18
4）梅花形弹性联轴器
DUT-MYL 19
5）轮胎式联轴器
DUT-MYL 20
6）膜片联轴器
DUT-MYL 21
7）其它联轴器
弹簧圆柱联轴器
径向 弹簧 片联 轴器
盘式制动器
全盘—单盘制动器、多盘制动器、
载荷自制盘式制动器
锥盘—锥盘制动器、载荷自制锥盘制动器
磁粉式制动器（半摩擦式）
非摩擦式制动器
磁涡流式制动器 水涡流式制动器
DUT-MYL 37
The End Thanks！
DUT-MYL 38