第14章 联轴器

2.夹壳联轴器
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特点:径向尺寸较大、装拆方便，克服了套筒联轴器装拆需轴
向移动的不足，但转动平衡性较差，故常用于低速。
3.凸缘联轴器
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对两轴对中性的要求很高，结构简单、成本低、传递转矩大 应用最广。常用于对中精度较高，载荷平稳的两轴连接。
刚性联轴器
优点：结构简单、价格较低。
第十四章 联轴器、离合器 和制动器
14-1 概述
联轴器和离合器主要用作轴与轴之间的联接，以传
递运动和转矩。
联轴器必须在机器停车后，经过装拆才能使两轴结
合或分离。
制动器是用来迫使机器迅速停止运转或减低机器运
转速度的机械装置。
联轴器和离合器常用的已经标准化。在设计时先
根据工作条件和要求选择合适的类型,然后按轴
6）刚性大，对中性好的轴宜选用
联轴器。
7）轴线相交的两轴间的联接宜选用
联轴器。
8）正反转多变、起动频繁、冲击大的两轴间的联接宜选用________联 轴器。
9）转速高、载荷大、正反转多变、起动频繁的两轴间的联接宜选
用 联轴器。
14-3 离合器
一、操纵式离合器
1.牙嵌离合器
离合器按其工作原理可分为啮合离合器和摩擦离合器等。 离合器按其离合方式,又可分为操纵式离合器和自动离合器 两种
缺点：1）无法补偿两轴线相对位移，对
两轴的对中性要求较高。
2）联轴器中都是刚性零件，缺乏
缓冲、吸振能力。应用时若两
轴偏斜时将引起附加应力，使
轴、轴承和轴上零件工作条件
恶化。
二、无弹性元件的挠性联轴器
1.十字滑块联轴器 教学演示
可以补偿两轴线的径向位移和角位移，滑块和凹糟间的相对滑
动会产生摩擦和磨损，工作时应采取润滑措施。 十字滑块联轴器径向尺寸小,结构简单,高速时会产生较大的离 心力，故常用于低速。
结构简单,制造容易,价格便宜,弹性均匀,尺寸小,应用较 广泛。
2.波纹管联轴器
由两个轴套和波纹管组成,结构简单, 惯性小,运转稳定。
3.弹性套柱销联轴器
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结构简单,制造容易,装拆方便,成本较低。适用于转矩小、 转速高、频繁正反转、需要缓和冲ห้องสมุดไป่ตู้振动的地方。
4.弹性柱销联轴器
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2.夹壳联轴器
3.凸缘联轴器
转动平衡性较差，故常用于低速。
传递转矩大，常用于对中精度较高，
载荷平稳的两轴连接。 4.十字滑块联轴器 高速时会产生较大的离心力，故 常用于轴间径向位移较大的低速传动。 5.齿式联轴器 常用于转速高、载荷大、正反向
变化多、起动频繁的重型机械中。
6.万向联轴器 常用于两轴夹角较大或工作中角位
2.齿式联轴器
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能够补偿轴向位移、径向位移和角位移。 传递转矩大，外形尺寸紧凑，工作可靠，但结构复杂，成本
高，常用于低速的重型机械中。
3.万向联轴器
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当主动轴以等角速度1 回转时,从动轴的角速度 2 将在一定范围
1 cos 2 1 / cos 内作周期性的变化,从而引起动载荷。
一、带式制动器
带式制动器制动轮 轴和轴承受力大， 带与轮间压力不均 匀,从而磨损也不均 匀,且易断裂,但结 构简单,尺寸紧凑, 可以产生较大的制 动力矩,常应用。
二、块式制动器
电磁块式制动器起动和开启迅速，尺寸小，重量轻，易于调 整瓦块间隙，更换瓦块、电磁铁也方便，但制动时冲击大， 电能消耗也大，不宜用于制动力矩大和需要频繁制动的场合。
为消除从动轴的速度波动,通常将万向联轴器成对使 用,并使中间轴的两个叉子位于同一平面上,还应使 主、从动轴的轴线与中间轴的轴线间的偏斜角 相 等 1 2 ，转速不宜太高。
4.滚子链联轴器
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结构简单，质量小，工作可靠，寿命长，装拆方便，常用于 潮湿、多尘、高温场合,不宜用于启动频繁、经常正反转以 及较剧烈冲击载荷的场合。
三、内涨式制动器
这种制动器结构紧凑广泛应用于各种车辆以及结构尺寸受 到限制的机械中。
安装调整后难以保证两轴精确对中，或工作 中有较大位移量的两轴连接，要选用挠性联轴器。
3）工作转速的高低与正、反转变化多的要求。
高速运转的轴应选动平衡精度较高的联轴器； 正、反转变化多，启动频繁，有较大冲击载
荷，安装不易对中的场合考虑采用无弹性元件的
挠性联轴器。
1.套筒联轴器
受限制的场合。
常用于要求径向尺寸紧凑或空间
的直径d、转速n和计算转矩Tc，从标准中选择所
需要的型号和尺寸。
Tc K T
14-2
联轴器
轴线的相对位移
联轴器的类型 刚性联轴器 无弹性元件的挠性联轴器
挠性联轴器 有弹性元件的挠性联轴器
一、刚性联轴器
1.套筒联轴器
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优点:结构简单,径向尺寸小，常用于要求径向尺寸紧凑或
空间受限制的场合。缺点:装拆时需轴向移动。
移较大的传动，要求转速不宜太高。
7.弹性套柱销联轴器 常用于转矩小、转速高、频繁
正反转、需要缓和冲击的地方。
8.弹性柱销联轴器 适用于转矩小、转速高、正反向
变化多、起动频繁的高速转轴。
9.轮胎式联轴器 弹性大,寿命长,常用于冲击大、正
反向变化多、起动频繁的两轴间的 连接，也可用于潮湿多尘之处。
一、选择题：
离合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等
牙嵌离合器的承载能力主要取决于齿根弯曲强度 b 。对于频 繁离合的牙嵌离合器，将产生齿面磨损，常通过限制齿面压强 p来控制磨损。即
KTh b b ZD0W 2KT p p ZD0 A
MPa
MPa
牙嵌离合器结构简单，尺寸小， 工作时无滑动，应用广泛。但 只宜在两轴不回转或转速差很 小时进行离合，否则会因撞击 而断齿。
开式离合器主要用于起动装置 闭式离合器主要用作安全装置,当机器转速过高时起
安全保护作用。
3.定向离合器
是只能按一个转向传递转矩,反向时自动分离。
这种离合器工作时没有噪声,宜于高速转动,但制造精度要求高。
14-4 制动器
利用摩擦力来减低运动物体的速度或迫使其停止运动的装置。 按着制动零件的结构特征分,有块式、带式、盘式制动器。
1）对于载荷平稳，不发生相对位移，转速稳定且对中性好的两轴宜 选用 联轴器。 a)刚性凸缘 b)滑块 c)弹性套柱销 d)齿轮 2）对于轴线相交的两轴宜选用 联轴器。 a)滑块 b)弹性柱销 c)万向 d)套筒。 3）对于转速高、转矩小、频繁正反转、需要缓和冲击振动的两轴间 连接宜选用 联轴器。 a)弹性套柱销 b)万向 c)滑块 d)齿轮 4）对于要求有综合位移，外廓尺寸紧凑，传递转矩较大，起动频 繁，经常正反转的低速重型机械中常用_________联轴器。 a)齿轮 b)刚性凸缘 c)轮胎 d)滑块 5）对于径向位移较大，转速较低，无冲击的两轴间宜选用______ 联轴器。 a)弹性套柱销 b)万向 c)滑块 d)刚性凸缘
轮胎式联轴器
5.轮胎式联轴器
结构简单,弹性好,成本低。具有良好的减振和补偿位移的 能力。
有弹性元件的挠性联轴器具有以下特点：
1）具有弹性滞后特性，缓冲、吸振性好；
2）结构简单，价格便宜。
3) 联轴器强度低、寿命较短。
四、联轴器的选择
1）传递载荷的大小、性质及对缓冲功能的要求。 载荷平稳、传递转矩大、同轴度好，无相对 位移的选用刚性联轴器。 载荷变化大，要求缓冲、吸振或同轴度不易 保证时应选用挠性联轴器。 2）连接两轴相对位移的大小。
2.摩擦离合器
单 盘 摩 擦 离 合 器
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 D1 D2 N· mm Tmax ZfFQ KT 4 4 FQ p p MPa 2 2 D2 D1


圆 锥 式 摩 擦 离 合 器
上述几种联轴器有如下几个特点： 1）联轴器中都是刚性零件，缺乏缓冲、吸振 能力； 2）作相对滑动的零件为易损件，磨损后间隙 变大，在载荷和速度变化时会造成冲击。 3）滑动零件间的摩擦阻力随载荷增大而增大，
阻力大到使零件移动发生困难时，联轴器和
轴将受附加动载荷的作用。
三、有弹性元件的挠性联轴器
1.弹性杆联轴器
二、自动离合器
自动离合器是一种能根据机器运动或动力参数的变化而自动 完成结合和分离的离合器。
常用的有安全离合器、离心离合器和定向离合器
1.安全离合器
作用是当转矩超过允许数值时能自动分离 销 钉 式 安 全 离 合 器 摩 擦 式 安 全 离 合 器
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 式 离 心 离 合 器
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、起动频繁的高速转轴。
5.轮胎式联轴器
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橡胶轮胎易于变形, 因此,允许的相对位 移较大,角位移可达 5º12º ,轴向位移可达 ~ 0.02D,径向位移可达 0.01D,其中D为联轴 器的外径。 结构简单,使用可靠, 弹性大,寿命长,不 需润滑,但径向尺寸 大。可用于潮湿多 尘,起动频繁之处。