机械设计基础 精品课程 联轴器与离合器
大学机械设计基础教学课件-联轴器和离合器
第一节 联轴器 第二节 离合器
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第一节 联轴器
一、联轴器和离合器的作用 作 用：联接两轴，传递运动与转矩，或作安全装置。
联轴器：机器运转时两轴不能分离，只有在机器停车时 才可将两轴分离；
离合器：机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的 一种装置。用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或 换向；
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齿式联轴器位移补偿
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联轴器的种类和特性2
5.万向联轴器
组成：两叉形件 十字头铰链联结
特点： 结构紧凑 允许轴有较大角偏移 两轴不同轴时，单万向节 从动轴角速度有波动； 双万向节一定条件下可以实现匀速传动
适用场合：汽车、轧钢机等传动轴
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万向联轴器
同轴旋转
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不同轴旋转 应用
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联轴器的种类和特性2
6.弹性套柱销联轴器
弹性联轴器
组成：弹性套柱销连接两半联轴器 半联轴器：HT200，35，ZG270-500 柱销：45； 弹性套：耐油橡胶
特点： 结构简单、成本低，弹性套寿命短 弹性套具有缓冲减振作用 允许轴间径向、轴向、角位移 ( x=2~7.5mm,y<0.2~0.6,α<1.5º )
§11-2 联轴器的种类和特性 联轴器的种类和特性2
二、联轴器的分类
二、联轴器的分类
凸 缘 联 轴 器
固 定 式套 筒 联 轴 器
1、刚性联轴器
夹 壳 联 轴 器 滑 块 联轴 器
可
移
式齿万 滚
式 向 子
联 联 联
机械设计基础 第17章 联轴器、离合器和制动器
2. 多片式摩擦离合器——
主动轴1与外壳2相连， 外壳2内装有一组摩擦 片5，其外缘凸齿插入 外壳2的纵向凹槽中， 随外壳2回转。
摩擦片5
从动轴3与套筒4相连， 套筒4上装有另一组摩擦 片6，其内孔凸齿与套筒 上的纵向凹槽相连接， 带动套筒4一起转动。
摩擦片5与摩擦片6每片相间安rm装q。ian
弹性柱销
rmqian
三、梅花形弹性联轴器 两个半联轴器1和2的端面上各带凸齿，各凸齿的两侧面 呈内凹形，并在齿侧间隙放置非金属弹性元件（橡胶或 尼龙）。
凹形凸齿
rmqian
弹性元件
四、弹性活块联轴器
与梅花形弹性联轴器类似，弹性活块联轴器也是在凸齿 的两侧面间隙内放置非金属弹性活块3，但各弹性活块不 相连，各弹性活块可径向插入而不必轴向移动两个半联 轴器1、2，便于更换损坏的弹性件。为防止弹性活块因 离心力而脱出，在联轴器的外缘装有套筒4。
沿逆时针旋转时，楔块克服 楔块
弹簧力作顺时针方向偏摆， 在内、外环间越楔越紧，离 合器处于接合状态。反向时， 楔块松开而成分离状态。
rmqian
摩擦离合器也可用电磁力来操纵。
当直流电经接触环1导 入电磁线圈2后，产生 磁力线吸引衔铁5，衔 铁5将两组摩擦片3和4 压紧，离合器处于接合 状态。
线圈 摩擦片
接触环
衔铁
弹簧
当电流切断时，磁力消 失，复位弹簧6 将衔铁 推开，使两组摩擦片松 开，离合器处于分离状 态。
rmqian
§17－7 磁粉离合器
[p] —许用压强。
对于表面淬硬的钢制牙嵌离合器，
在停车时接合：
[
b
]
S
1.5
MPa
[ p] 90 ~ 120 MPa
《机械基础》第十三章联轴器、离合器和制动器课件
02 新知学习
外摩擦片
内摩擦片
（3）制冷系统的工作原理
压缩机运转时，将蒸发器内产生的低压低温蒸气吸入气缸，经过压缩，使蒸气的压力和温度分别增高到（70～ 80℃，1 500 kPa）后排入冷凝器。
在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体（50～60℃， 1 500 kPa），然后流入储液干燥器，并经过过滤干燥后流出。
1 500 kPa），然后流入储液干燥器，并经过过滤干燥后流出。 经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的气液混合状态进入蒸发器。在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化，
吸收车厢内空气的热量，然后又进入压缩机进行下一轮循环。这样，制冷剂便在封闭的系统内经过压缩、冷凝、节 流和蒸发四个过程，完成了一个制冷循环。
80℃，1 500 kPa）后排入冷凝器。 在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体（50～60℃，
1 500 kPa），然后流入储液干燥器，并经过过滤干燥后流出。 经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的气液混合状态进入蒸发器。在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化，
02 新知学习
三、多片摩擦式离合器 1—主动轴 2—毂轮 3—压板 4—外摩擦片 （3）5—制冷内系统摩的擦工作片原理 6—外壳 7—调节螺母 8压—缩机滑运环转时，9将—蒸发曲器臂内产压生杆的低压1低0温—蒸内气吸套入气筒缸，经11过—压缩从，动使蒸轴气的压力和温度分别增高到（70～
80℃，1 500 kPa）后排入冷凝器。 在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体（50～60℃，
经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的气液混合状态进入蒸发器。在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化， 吸收车厢内空气的热量，然后又进入压缩机进行下一轮循环。这样，制冷剂便在封闭的系统内经过压缩、冷凝、节 流和蒸发四个过程，完成了一个制冷循环。
机械设计课件第14章联轴器离合器
欢迎来到机械设计第14章的课程，今天我们将探讨联轴器和离合器的作用， 分类和选用原则。
联轴器的作用
1 连接
联轴器是机械传动中的连接部件，可以连接两根轴并将动力传递。
2 传递扭矩
联轴器可以传递扭矩，从而使输出轴的转矩等于输入轴的转矩。
3 调节轴对中误差
联轴器可以调节轴对中误差，使两根轴之间的偏差得到补偿。
弹性联轴器
弹性联轴器通过弹性组件连接轴，具有减震和缓冲作用。
液压联轴器
液压联轴器通过油液压缸来实现能量的传递，具有传动能力大，减震性能好的优点。
磁粉联轴器
磁粉联轴器通过在磁力作用下的磁性粉体来实现传递转矩的作用。
联轴器的选用原则
工作条件
根据工作条件和环境来选择联轴器的型号和 材料。
安装要求
根据安装环境和空间限制来选择联轴器的结 构。
传动性能
根据机械传动的要求来选择联轴器的传动性 能。
使用寿命
根据设计寿命和维护保养要求来选择联轴器。
离合器的分类
1
干式离合器
干式离合器不需要使用液压油，它内部通过摩擦材料实现动力传递。
2
湿式离合器
湿式离合器内部带有摩擦片和油液，利用油液喷射来实现动力传递。
3
电磁离合器
电磁离合器通过电磁线圈控制离合片的接触和分离。
离合器的作用
分离机械传动
离合器用于在机械传动中分离 和连接动力源和负载，实现装 置的启动和停止。
离合钳
离合器还可用于控制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ械设备 的转速和转矩，例如钻头离合 器用于钻床机床。
过渡控制
离合器还可以用于在机械传动 中控制过渡，例如汽车离合器 用于控制行车速度。
机械设计基础课程教案讲义联轴器和、离合器和制动器教案讲义
教学目地：1熟悉联轴器的类型、特点、应用和选择2了解离合器的类型和应用3了解制动器的类型和应用教学重点：1常用联轴器的特点和选择2常用离合器的类型和工作原理教学难点：常用联轴器的选择和标注第十三章联轴器和离合器和制动器联轴器和离合器是机械传动中的重要部件。
联轴器和离合器可联接主、从动轴，使其一同回转并传递扭矩，有时也可用作安全装置。
联轴器联接的分与合只能在停机时进行，而离合器联接的分与合可随时进行。
如图13-1、图13-2所示为联轴器和离合器应用实例。
1-电动机2、5-联轴器3-制动器4-减速器6-卷筒7-轴承8-机架图13-2图13-1图13-1所示为电动绞车，电动机输出轴与减速器输入轴之间用联轴器联接，减速器输出轴与卷筒之间同样用联轴器联接来传递运动和扭矩。
图13-2所示为自动车床转塔刀架上用于控制转位的离合器。
联轴器和离合器的类型很多，其中多数已标准化，设计选择时可根据工作要求，查阅有关手册、样本，选择合适的类型，必要时对其中主要零件进行强度校核。
13.1联轴器13.1.1 联轴器的性能要求联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后变形、温度变化和轴承磨损等原因，不能保证严格对中，使两轴线之间出现相对位移，如图13-3所示，如果联轴器对各种位移没有补偿能力，工作中将会产生附加动载荷，使工作情况恶化。
因此，要求联轴器具有补偿一定范围内两轴线相对位移量的能力。
对于经常负载启动或工作载荷变化的场合，要求联轴器中具有起缓冲、减振作用的弹性元件，以保护原动机和工作机不受或少受损伤。
同时还要求联轴器安全、可靠，有足够的强度和使用寿命。
a）b）c）d）a）轴向位移b）径向位移c）角度位移d）综合位移图13-313.1.2 联轴器的分类联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。
刚性联轴器不具有缓冲性和补偿两轴线相对位移的能力，要求两轴严格对中，但此类联轴器结构简单，制造成本较低，装拆、维护方便，能保证两轴有较高的对中性，传递转矩较大，应用广泛。
《联轴器和离合器》课件
智能化：通过传感 器和智能算法实现 自动调节和故障诊 断
轻量化：采用新型 材料和结构设计， 降低重量，提高效 率
环保化：采用环保 材料和节能设计， 降低能耗和排放
集成化：将多个功 能集成到一个部件 中，提高系统集成 度和可靠性
联轴器和离合器的发展趋势和展望
智能化：联轴器和 离合器将更加智能 化，实现自动控制 和调节
联轴器和离合器的比较
功能：联轴器用于连接两个轴，传递扭矩；离合器用于控制动力的传递和切断
结构：联轴器通常由两个半联轴器组成，通过螺栓或键连接；离合器通常由压盘、摩擦 片、弹簧等组成
工作原理：联轴器通过弹性元件或刚性元件传递扭矩；离合器通过摩擦片与压盘的摩擦 力传递扭矩
应用：联轴器广泛应用于各种机械设备中；离合器广泛应用于汽车、摩托车等交通工具 中
常见类型：十字滑块联轴器、凸缘 联轴器、套筒联轴器等
弹性联轴器
工作原理：利 用弹性元件的 弹性变形来传
递扭矩
优点：结构简 单，制造方便， 成本低，易于
维护
缺点：传递扭 矩有限，不能 承受冲击载荷
应用领域：广 泛应用于各种 机械设备中， 如减速器、泵、
风机等
挠性联轴器
挠性联轴器是一种可以补偿两轴相对位移的联轴器 挠性联轴器通常由弹性元件、连接件和保护装置组成 挠性联轴器的优点包括：可以补偿两轴的相对位移、可以吸收振动和冲击、可以降低噪声和振动 挠性联轴器的缺点包括：需要定期维护和更换弹性元件、可能会产生较大的扭矩损失和磨损
定期更换离合器油 ，保持离合器油的 清洁和润滑效果
离合器的常见故障及排除方法
离合器打滑：检查离合器片磨损情况，必要时更换 离合器异响：检查离合器片是否磨损过度，必要时更换 离合器分离不彻底：检查离合器踏板自由行程是否过大，必要时调整 离合器抖动：检查离合器压盘是否磨损过度，必要时更换 离合器发热：检查离合器片是否过热，必要时更换 离合器漏油：检查离合器油封是否损坏，必要时更换
2023-联轴器和离合器机械设计基础课件
联轴器和离合器是机械装置中常用的部件，它们主要用于联接轴与轴，以传递运动与转矩，也可用作安稳装置。大致有以下类型：
离合器：在机器运转过程中，可使两轴随时 接合或别离的一种装置。它可用来操纵机器 传动的断续，以便进行变速或换向；
安稳联轴器与离合器: 机器工作时，如果转矩超过规定值，即可自行断开或打滑，以保证机器中的主要零件不因过载而损坏；
[要求] 1、掌握联轴器和离合器的功用和分类； 2、掌握常用联轴器的结构特点、工作原理、使用场合及选用与计算方法； 3、掌握常用离合器的结构、工作原理、性能特点和选择及计算方法； 4、了解计算载荷和载荷系数。
§19-0 联轴器和离合器概述
联轴器：实现两轴的联接，并传递运动及转矩T。
组成： 两个带凸缘的半联轴器，分装在两轴端，靠螺栓联接—传递T
凸肩与凹槽嵌合对中(b)—拆开时要做轴向移动。(普通螺栓联接)
工作原理：铰制孔螺栓联接——靠螺栓受挤压和剪切传递转矩 普通螺栓联接——靠凸缘接合面上的摩擦力传递转矩
半联轴器材料：HT200——用于转矩中等以下，v ≤35m/s； ZG270-500或35钢——用于重载，v 高的场合。
４．校核最大转速
被联接轴的转速n，不应超过联轴器许用的最高转速nmax，即：
n≤nmax
５．协调轴孔直径
被联接两轴的直径和形状〔圆柱或圆锥〕均可以不同，但必须使直径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满足相应要求。
转矩T：Tca ≤[T]工作转速：n≤[n]轴颈d大小：dmin～dmax范围
〔查手册〕
６．规定部件相应的安装精度
７．进行必要的校核
联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，必须保证轴及相应部件的安装精度。
《机械设计基础》 课件 第13章 联轴器和离合器
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无弹性元件挠性联轴器
（３）链条联轴器 图所示 为双排滚子链联轴器（TGS 型），半联轴器1、3为两个 齿数相同的链轮，分别用键 与两轴相连。双排滚子链2同 时与两个半联轴器的链轮啮 合，从而实现两轴的连接。
链条联轴器的润滑对其 性能有很大影响。转速较低 时应定期涂润滑脂，转速高 时更应充分润滑，并安装罩 壳。
机械设计基础
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非金属弹性元件挠性联轴器
（２）弹性柱销联轴器（LX型） 如图所示，这种联轴器在结构 上类似于弹性套柱销联轴器， 只是用尼龙柱销代替弹性套柱 销作为中间连接件。为了防止 柱销从半联轴器的孔中滑出， 可在两端安装固定挡圈。
与弹性套柱销联轴器相比， 弹性柱销联轴器能传递较大的 转矩，结构更为简单，安装、 制造方便，耐久性好，但补偿 两轴的相对位移量要小些。
机械设计基础
第十三章 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。它们主 要用于两轴的连接，使其实现一起传动并传递转矩， 有时也可用作为作安全装置。
本讲重点学习内容： 1 2、常用离合器的工作原理及特点
机械设计基础
第十三章 联轴器和离合器
第一节 常用联轴器 第二节 离合器
本讲小结
1、了解联轴器的类型 2、了解联轴器的选择及标记 3、熟练掌握联轴器的结构与使用
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无弹性元件挠性联轴器
机械设计基础
（２）齿式联轴器 图所示为鼓形齿齿式联轴器（CG型），1、4为 两个具有鼓形齿外齿轮的半联轴器，用键分别与两轴相连。2、3为 两个带有内齿轮的外壳，用螺栓5将其连接在一起，依靠内、外齿 轮相啮合来传递转矩。内、外齿轮的齿数、模数分别相等，一般为 30-80个齿，齿廓曲线是压力角为20°的渐开线。外齿轮齿顶制成球 心位于齿轮轴线上的球面，齿侧制成鼓形（图）。内、外齿轮啮合 时，要保证具有适当的顶隙和侧隙，用以补偿两轴间可能出现的各 种位移（图）。为了减小补偿位移时齿面的滑动摩擦和磨损，可通 过注油孔向壳体内注入润滑油。图中的密封圈6是为防止润滑油泄 漏而设置的。
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第十三章联轴器
§13－1 General considerations
概述
§13－2 Specific couplings
具体联轴器
§13－1General considerations
概述
一、Functions 功用：
Link two coaxial shafts and transmit the torque and motion between them.
连接两轴使之一同回转并传递扭矩。
二、Distinction Between couplings
and clutches 与离合器的区别
Couplings Shafts connected by couplings can be disengaged from each other only by disassembling the coupling after stopping the machine
联轴器：停车后经拆卸才能使两轴分离； Clutches Shafts connected by clutches can be engaged or disengaged from each other in operation 离合器：工作中就能使两轴分离或结合。
三、Types of couplings
Rigid couplings: Intended for rigidly joining strictly coaxial shafts
刚性联轴器：适应两轴能严格对中，工作中不发生相对位移；
Compensating or flexible couplings: Intended for joining shafts having misalignment.
挠性联轴器：适应两轴有偏斜或工作中有相对位移。
一、Rigid couplings 刚性联轴器:
1、Flange couplings
凸缘联轴器
§13－2Specific couplings 具体联轴器
2、Sleeve couplings
套筒联轴器3、Clamp couplings
夹壳联轴器
Features of rigid couplings : Simple and low cost but can not compensate misalignment between two shafts. Misalignment types between two shafts
刚性联轴器特点：结构简单、成本低；但不能补偿两轴的偏斜和位移两轴间位移的分类：
x——Axial misalignment 轴向位移、
y——Radial misalignment 径向位移、
α——Angular misalignment 角位移、
（x、y、α）——Combined misalignments
综合位移
Compensating methods 位移补偿方法：
①By means of motion link →Compensating couplings
利用动联接、构成活动度→无弹性元件挠性联轴器；
②By means of deformation of elastic elements
→Flexible couplings
利用弹性元件变形→无弹性元件挠性联轴器。
二、Compensating and movable couplings
无弹性元件的挠性联轴器
1、Cross-type couplings (movable) 滑块联轴器
2、Toothed couplings 齿轮联轴器(Compensating)（补偿综合位移)
3、Chain-type couplings (Compensating)
滚子链联轴器
4、Universal couplings (movable )万向联轴器（补偿大的角位移）
三、Flexible couplings with metal elastic elements 金属弹性元件挠性联轴器
1、Serpentine-spring coupling 蛇形弹簧联轴器
2、Flat spring coupling 径向簧片联轴器
四、Flexible couplings with non-metal elastic elements
非金属弹性元件挠性联轴器
Advantages: Cushion shocks of the load and absorb
vibration；simple and low cost.
缓冲、吸振、结构简单、成本低Shortcomings ：Lower strength and larger oversize
dimension
强度低、尺寸大
1、Pin-and-bushing flexible coupling
弹性套柱销联轴器
2、Elastic pin coupling
弹性柱销联轴器。