轴联轴器离合器资料
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10-轴联轴器离合器
• 轴的外形结构尽可能简单，加工方便、热处理不易变形，减少应力 集中，提高轴的疲劳强度。
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
12
二、轴的结构设计
(二) 零件在轴上的固定方法
1. 零件在轴上的轴向固定
▪ 轴肩：定位面＋内圆角 • 内圆角半径r应小于零件上倒角C或外圆角半径R
▪ 轴环：尺寸可取轴环高度a=(0.07~0.1)d；轴环宽度b=1.4a； ▪ 挡环、螺母、套筒
Tj KT Tn (10 5) T－工作转矩； Tn－许用名义转矩，查手册； K－载荷系数，表10－5。
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
28
一、刚性联轴器
▪ （一）凸缘联轴器
1. 组成：两个分装在轴端的半联轴器＋联接螺栓 2. 材料：
▪ 中等以下载荷，v≤35m/s采用中等强度的铸铁； ▪ 重载， v≥75m/s采用锻钢或铸钢。
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
8
一、轴的材料及其选择
1. 轴材料的设计考虑
▪ 根据轴的工作能力(强度、刚度、振动稳定性、 耐磨性)要求
▪ 实现这些要求所采用的热处理方式 ▪ 制造工艺 ▪ 经济合理
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
9
一、轴的材料及其选择
2. 轴的常用材料
① 碳素钢
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
7
第二节 轴
▪ 轴的重要性
• 轴系中的重要零件 • 涉及到回转精度、强度、刚度、热变形、振动稳
定性、结构工艺性等问题。
▪ 轴的设计
• 将轴和轴系零部件的整体结构密切联系起来考虑。 • 包括：选定轴的材料、确定结构、计算强度和刚
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
12
二、轴的结构设计
(二) 零件在轴上的固定方法
1. 零件在轴上的轴向固定
▪ 轴肩：定位面＋内圆角 • 内圆角半径r应小于零件上倒角C或外圆角半径R
▪ 轴环：尺寸可取轴环高度a=(0.07~0.1)d；轴环宽度b=1.4a； ▪ 挡环、螺母、套筒
Tj KT Tn (10 5) T－工作转矩； Tn－许用名义转矩，查手册； K－载荷系数，表10－5。
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
28
一、刚性联轴器
▪ （一）凸缘联轴器
1. 组成：两个分装在轴端的半联轴器＋联接螺栓 2. 材料：
▪ 中等以下载荷，v≤35m/s采用中等强度的铸铁； ▪ 重载， v≥75m/s采用锻钢或铸钢。
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
8
一、轴的材料及其选择
1. 轴材料的设计考虑
▪ 根据轴的工作能力(强度、刚度、振动稳定性、 耐磨性)要求
▪ 实现这些要求所采用的热处理方式 ▪ 制造工艺 ▪ 经济合理
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
9
一、轴的材料及其选择
2. 轴的常用材料
① 碳素钢
2020/5/3
第十章 轴、联轴器、离合器
7
第二节 轴
▪ 轴的重要性
• 轴系中的重要零件 • 涉及到回转精度、强度、刚度、热变形、振动稳
定性、结构工艺性等问题。
▪ 轴的设计
• 将轴和轴系零部件的整体结构密切联系起来考虑。 • 包括：选定轴的材料、确定结构、计算强度和刚
联轴器和离合器
• 19.3.1 牙嵌联轴器 • 19.3.2 齿式联轴器 • 19.3.3 磙子链联轴器 • 19.3.4 பைடு நூலகம்块联轴器
十字滑块联轴器
• 19.4 金属弹性元件联轴器
特点及选择（P414） • 19.4.1 蛇形弹簧联轴器 • 19.4.2 径向簧片联轴器 • 19.5 非金属弹性元件挠性联轴器
特点(P416)
• 19.1 概述 联轴器用来联接两根轴，传递运动和转矩，机器运转时两轴不能分离。 离合器在机器运转时，可根据需要使两轴随时接合或分离。
发动机
万向联轴器
离合器 变速箱
• 19.1.1 联轴器的类型（P404）
刚性联轴器：
不能补偿两轴间的相对位移。无减振缓冲能力，要求两轴对中性好（具体见 P404）
挠性联轴器： 依靠元件能够补偿两轴间的相对位移。有减振缓冲能力(P404、图19.2) 各种联轴器的特点与选择：P405
• 19.5.1 弹性套柱销联轴器 • 19.5.2 弹性柱销联轴器 • 19.5.3 。。。
选用
(1) 选类型
载荷大小与性质 同心条件
(2) 选型号
转矩
TC K AT [T ]
计算转矩
联轴器许用转矩
转速 轴径
n nmax
联轴器极限转速 工作转速
两半联轴器的孔径范围应满足 主、从动轴的要求
已知 电机轴 d1 = 38mm、L1 =80mm、n = 960r/min、Tca = 126.8 Nm 油泵轴d2 = 42mm、 L1 =110mm
选类型 弹性圈柱销联轴器
选型号 TL6 [T] = 250 Nm [n] = 3800 r/min 孔径：32 ～ 42 mm
轴孔型：长圆柱形孔 (Y型)
十字滑块联轴器
• 19.4 金属弹性元件联轴器
特点及选择（P414） • 19.4.1 蛇形弹簧联轴器 • 19.4.2 径向簧片联轴器 • 19.5 非金属弹性元件挠性联轴器
特点(P416)
• 19.1 概述 联轴器用来联接两根轴，传递运动和转矩，机器运转时两轴不能分离。 离合器在机器运转时，可根据需要使两轴随时接合或分离。
发动机
万向联轴器
离合器 变速箱
• 19.1.1 联轴器的类型（P404）
刚性联轴器：
不能补偿两轴间的相对位移。无减振缓冲能力，要求两轴对中性好（具体见 P404）
挠性联轴器： 依靠元件能够补偿两轴间的相对位移。有减振缓冲能力(P404、图19.2) 各种联轴器的特点与选择：P405
• 19.5.1 弹性套柱销联轴器 • 19.5.2 弹性柱销联轴器 • 19.5.3 。。。
选用
(1) 选类型
载荷大小与性质 同心条件
(2) 选型号
转矩
TC K AT [T ]
计算转矩
联轴器许用转矩
转速 轴径
n nmax
联轴器极限转速 工作转速
两半联轴器的孔径范围应满足 主、从动轴的要求
已知 电机轴 d1 = 38mm、L1 =80mm、n = 960r/min、Tca = 126.8 Nm 油泵轴d2 = 42mm、 L1 =110mm
选类型 弹性圈柱销联轴器
选型号 TL6 [T] = 250 Nm [n] = 3800 r/min 孔径：32 ～ 42 mm
轴孔型：长圆柱形孔 (Y型)
联轴器离合器制动器
通过纳米技术改善材料的力学、热学 和电学性能，提高联轴器、离合器和 制动器的性能稳定性和可靠性。
陶瓷材料
具有优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损 性能，用于制造高速、高温和腐蚀性 环境下的联轴器、离合器和制动器。
先进制造技术对三者性能的提升
精密加工技术
采用高精度数控机床和加工中心， 实现联轴器、离合器和制动器关 键部件的精密加工，提高产品的 精度和稳定性。
分类
根据工作原理和结构特点，离合器可分为摩擦离 合器、牙嵌离合器和电磁离合器等几种类型。
工作原理及结构特点
工作原理
离合器的工作原理是通过主、从动部分之间的摩擦或啮合来实现传动系统的分离和接合。当离合器处于接合状态 时，主、从动部分通过摩擦力或啮合力传递扭矩；当离合器处于分离状态时，主、从动部分之间不存在扭矩传递。
表面处理技术
通过喷丸、渗碳淬火、激光熔覆等 表面处理技术，提高联轴器、离合 器和制动器表面的硬度、耐磨性和 耐腐蚀性。
3D打印技术
利用3D打印技术制造复杂结构的联 轴器、离合器和制动器，缩短产品 开发周期，降低成本。
智能化技术在三者中的应用前景
传感器技术
集成传感器于联轴器、离合器和 制动器中，实时监测产品的运行 状态和性能参数，为故障诊断和
联轴器离合器制动器
目录
• 联轴器概述 • 离合器简介 • 制动器概述 • 联轴器、离合器与制动器的关系 • 联轴器、离合器与制动器的市场分
析 • 联轴器、离合器与制动器的技术进
展
01
ห้องสมุดไป่ตู้
联轴器概述
定义与工作原理
定义
联轴器是一种用于连接两个轴并传递扭矩的机械传动元 件，通常用于将驱动轴的动力传递给从动轴。
联轴器和离合器
（二）可移式联轴器 1．刚性可移式联轴器
十字滑块联轴器
应用场合
一般适用于两轴平行但有较大径向位移， 工作时无大的冲击和转速不高的场合。
十字轴万向联轴器
工作特点：
十字轴万向联轴器允许两轴之间有较大的角 位移（35°～45 ° ）。但当角位移增大时传动
效率降低。且从动轴的角速度ω2呈周期性变化。
双万向联轴器
工作特点： 避免了从动轴回转速度的不均匀性。
（二）弹性可移式联轴器
1、弹性套柱联轴器
特点
弹性套柱销联轴器
制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿 命较短。它适用于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的 传递中、小转矩的轴。
2．弹性柱销联轴器
特点
结构简单，传递更大转矩，有缓冲吸 振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位 移及少量的径向位移和偏角位移。适用于 轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频 繁的场合。由于尼龙柱销对温度较敏感， 因此使用温度控制在–20~+70℃的范围 内。
二 离合器
离合器的功用及分类
1.功用
是根据需要接合或分离两轴，接通或断开 传动，以实现机械的启动，停止，换向，变速
以及起过载保护作用。
2.分类
机械
电磁 操纵离合器 气动
离合器
液动
离心离合器
自动离合器
超越离合器
按接合元件的工作原理分： 嵌合式、摩擦式
３、常用离合器
１）、牙嵌离合器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
牙嵌式离合器常用牙型
联轴器和离合器
3、分类
固定式联轴器
联轴器 可移式联轴器
刚性可移式联轴器
弹性可移式联轴器
一）、常用联轴器的结构和特点
《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
离合器和联轴器资料
离合器的工作过程 离合器分离过程
离合器接合过程
定向离合器的工作原理
• 当星轮为主动件并作顺时针旋转时， 滚柱受摩擦力的作用于被楔紧在槽 内，从而带动外圈一起转动，这时 离合器处于结合状态；当星轮反转 时，滚柱受摩擦力的作用，被推到 楔槽宽的部分，这时离合器处于分 离状态，防止了从动件的逆转，从 而实现单向传动。 • 当星轮和外圈同时按顺时针方向做 同向旋转时，若外圈转速小于星轮 转速，则离合器处于接合状态；反 之，若外圈转速大于星轮转速，则 离合器处于分离状态，此时两者以 各自的转速旋转，既从动件的转速 超越了主动件的转速。因此，也称 为超越离合器。
弹性柱销联轴器：
3、轮胎联轴器
• 结构：轮胎联轴器是由橡胶或橡胶织物 制成轮胎形的弹性元件，通过压板与螺 栓和两半联轴器相联，两半联轴器与两 轴相连； • 特点：这种联轴器因具有橡胶轮胎弹性 元件，能缓冲吸振； • 适用于：潮湿多尘，冲击大、启动频繁 及经常正反转的场合
轮胎联轴器
轮胎联轴器
• 优点是： 弹性强、补偿位移能力大，有良好的阻尼 和减振能力，绝缘性能好，运转时没有噪 声，而且结构简单、不需要润滑，装拆和 维护方便。 • 其缺点是： 承载能力小，外形尺寸较大，当转矩较大 时会因为过大的扭转产生附加轴向载荷。
万向节的不等速性：
• 当轴Ⅰ旋转一周 时，轴Ⅱ也将随 之转一周，即两 轴的平均传动比 为1； • 但是，两轴的瞬 时传动比却不恒 为1，而是作周期 性变化的；
图 13 - 1
万向节的不等速性：
• 万向节的这种特性称作瞬时传动比的 不均匀性； • 结论：就单个万向节而言，在输入轴 与输出轴之间有夹角时，两轴的角速 度不相等，即万向节有不等速性； • 两轴间的夹角α越大，从动轴速度波动 越明显； • 故α应<300。
联轴器和离合器(新版)
动画
齿式联轴器
齿式联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套筒3和两个带有外齿的内套筒1所组 成。两个内套筒1分别用键与两轴联接，两个外套简3用螺栓5联成一体，依靠内 外齿相啮合以传递转矩。由于外齿的齿顶制成椭球面，且保证与内齿啮合后具有 适当的顶隙和侧隙，故在传动时，套筒1可有轴向和径向位移以及角位移。又为 了减少磨损，可由油孔4注入润滑油,并在套筒1和3之间装有密封圈6,以防止润滑 油泄漏。 这类联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高； 但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛应用。
齿式联轴器
承载能力大，重载高速。
单圆盘式摩擦离合器
传递转矩较大的重型机械选用齿式联轴器
由两个半离合器1、2组 成，通过其接触面间的摩擦 力来传递转矩。1固装在主动 轴上，2利用导向平键(或花 键)安装在从动轴上，通过操 纵杆和滑环3可以在从动轴上 滑移。
传递不大的转据。轻型机械
特点
• 若两轴线不重合，即使主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期性的变速转动。 双万向联轴器可避免这一缺点，对于联接相交或平行二轴的双万向联轴器， 欲使主、从动轴的角速度相等，必须满足两个条件：1）主动轴与中间轴的夹 角和从动轴与中间轴的夹角必须相等；2）中间件两端的叉形接头必须位于同 一平面内。其主、从动轴的角速度才相等(图10-5c、图10-5d)，否则从动轴 仍作周期性的变速转动(图10-5e)。能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，效 率高，可用于相交轴间的联接，或有较大角位移的场合。
四、联合器和离合器的选用
• 1、类型选择
–先根据机器的工作要求选择合适的类型，再按被联 接两轴的直径，计算转矩和转速选择具体型号。
• 2、选择型号
–计算名义转矩
第十三章 联轴器和离合器
联轴器和离合器以工作过程中可能出现的最大转矩 （起动或过载）为计算转矩Tc，即：Tc=KT 式中 K——工作情况系数；T——公称转矩，单位为N·mm。 联轴器工作情况系数K
概述
离合器工作情况系数K
第二节 联轴器
一、联轴器的工作情况
联轴器联接的两轴常属于两个不同的机械或部件，由于制造和安装的误差，运转时零件的受载变形、轴承的磨损、 温度的变化，基础下沉和转动零件的不平衡等原因，都可使被联接的两轴相对位置发生变化，出现如图13-1所 示的相对位移和偏斜。如果联轴器对上述各种偏差没有适应（补偿）能力，将会产生附加动载荷，使机器的工 作情况恶化。 由上述分析可知，联轴器应具有下列工作性能： 1、能补偿两轴线的偏斜或相对位移。 2、当传递冲击载荷和周期性振动载荷时，具有缓冲和吸振的能力。 3、能保护机器不致因过载而损坏。
齿式联轴器 1－内套筒 2－外套筒 3－螺栓
联轴器
2）滑块联轴器 滑块联轴器是由两个端面上开有径向凹槽的半联轴器1、3和一个两端带有凸榫的中 间盘2所组成。安装时中间盘两面的凸榫分别嵌入两半联轴器的凹槽中，工作中靠凹槽和凸榫的 相互嵌合传递转矩。因为凸榫可以在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转中两轴间的偏移。 由于中间盘与两半联轴器间组成移动副，不会发生相对转动，所以工作时主动轴与从动轴的角速度相 等。当联轴器在两轴间有偏移的情况下工作时，中间盘会产生较大的离心惯性力，从而增大了动 载荷和磨损，因而选用时应注意使其工作转速不得超过规定值。为了减小摩擦和磨损，使用时应 从中间盘的油孔中注油进行润滑。 两个半联轴器和中间盘的材料常用45钢，工作表面须经热处理以提高硬度。要求较低时也可用Q275 钢制造，不进行热处理。滑块联轴器一般用于转速较低、轴的刚度较大、无剧烈冲击的场合。
机械基础联轴器离合器 教学课件
（1）、结构、原理： 动画
◆普通凸缘联轴器：用铰 制孔螺栓联接两个半联轴器， 靠螺栓杆承受挤压与剪切来 传递转矩：
◆对中榫凸缘 联轴器：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：
（2）特点：
构造单简、成本低、可传递较大转矩，但 不能补偿两轴间的相对位移，对两轴对中 性的要求很高。
图示为滚柱定向离合器。
主要由星轮1、外圈2、 滚柱3和弹簧顶杆4组成。弹 簧的作用是将滚柱压向爪轮 的楔形槽内，使滚柱与星轮、 外圈相接触。
当星轮为主动件并按图 示方向顺时针回转滚柱受摩 擦力的作用被楔紧在槽内， 从而带动外环回转，离合器 处于接合状态；
当星轮反向回转时，滚柱 则被推到槽中宽敞部分，离 合器处于分离状态。
（3）应用：
常用于轴向窜动量较大，经常正反转， 起动频繁，转速较高的场合，可代替弹性 圈柱销联轴器。
6、轮胎联轴器
轮胎式联轴器如图所示， 用橡胶或橡胶织物制成轮胎状 的弹性元件，用螺栓与两半联 轴器联接而成。
内部结构
特点：弹性强、补偿位移能力 大，有良好的阻尼和减振能力， 绝缘性能好，运转时没有噪声， 而且结构简单、不需要润滑， 装拆和维护方便。
（1）原理
（2）结构
由两个分别固定在主、 从动轴上的叉形接头1、2 和一个十字形零件(称十字 头)3组成。叉形接头和十字 头是铰接的：
（3）特点：
结构紧凑，维护方便，允许被联接（最大可达 35°~45°），而且机器运转中夹角发生改变时仍能 正常传动。 （4）应用：
用于两轴轴线夹角α较大的场合。广泛用于汽车、 多头钻床等机器的传动系统中。但当α过大时，传动 效率显著降低。
◆普通凸缘联轴器：用铰 制孔螺栓联接两个半联轴器， 靠螺栓杆承受挤压与剪切来 传递转矩：
◆对中榫凸缘 联轴器：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：
（2）特点：
构造单简、成本低、可传递较大转矩，但 不能补偿两轴间的相对位移，对两轴对中 性的要求很高。
图示为滚柱定向离合器。
主要由星轮1、外圈2、 滚柱3和弹簧顶杆4组成。弹 簧的作用是将滚柱压向爪轮 的楔形槽内，使滚柱与星轮、 外圈相接触。
当星轮为主动件并按图 示方向顺时针回转滚柱受摩 擦力的作用被楔紧在槽内， 从而带动外环回转，离合器 处于接合状态；
当星轮反向回转时，滚柱 则被推到槽中宽敞部分，离 合器处于分离状态。
（3）应用：
常用于轴向窜动量较大，经常正反转， 起动频繁，转速较高的场合，可代替弹性 圈柱销联轴器。
6、轮胎联轴器
轮胎式联轴器如图所示， 用橡胶或橡胶织物制成轮胎状 的弹性元件，用螺栓与两半联 轴器联接而成。
内部结构
特点：弹性强、补偿位移能力 大，有良好的阻尼和减振能力， 绝缘性能好，运转时没有噪声， 而且结构简单、不需要润滑， 装拆和维护方便。
（1）原理
（2）结构
由两个分别固定在主、 从动轴上的叉形接头1、2 和一个十字形零件(称十字 头)3组成。叉形接头和十字 头是铰接的：
（3）特点：
结构紧凑，维护方便，允许被联接（最大可达 35°~45°），而且机器运转中夹角发生改变时仍能 正常传动。 （4）应用：
用于两轴轴线夹角α较大的场合。广泛用于汽车、 多头钻床等机器的传动系统中。但当α过大时，传动 效率显著降低。
联轴器和离合器的基础知识
联轴器和离合器的基础知识一、联轴器1.功用联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩；具有吸收振动和缓和冲击的能力；可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用；用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。
2.分类3.分类要求固定联轴器：要求被联接的两轴中心线严格对中；可移式联轴器：允许两轴有一定的安装误差。
弹性联轴器：其中的弹性元件材料不同,能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还有缓冲减震的作用。
4.位移补偿联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形、轴承磨损、回转零件不平衡以及温度变化的影响，两轴的轴线往往存在着某种程度的相对位移与偏斜；联轴器要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿各种偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承设计中引起附加载荷，导致工作情况恶化。
两轴间的位移种类有：轴向位移、径向位移、偏角位移和综合位移。
二、固定式刚性联轴器1.结构特点A.结构简单,维护方便，能传递较大的扭矩；B.但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力；C.对两轴的对中性要求很高,若两轴线发生相对位移,就会在轴、联轴器和轴承上引起附加载荷和严重磨损，严重影响轴与轴承的正常工作；此外，在传递载荷时不能缓和冲击和吸收振动。
2.应用场合低速、大转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接3.种类凸缘联轴器和套筒联轴器两种。
4.凸缘联轴器结构特点A.组成：两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓；B.工作原理：两个带凸缘的半联轴器用键分别于两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连接成一体，以传递运动和转矩。
C.对中方式：1、通过分别具有凸肩和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；(靠预紧普通螺栓在凸缘边接触表面产生的摩擦力传递力矩；用铰制孔螺栓对中，靠螺杆承受挤压与剪切传递力矩。
)2、两个半联轴器都制出凸肩，共同与一个剖分环配合而实现对中。
D.适用：低速、大转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接。
11-联轴器、离合器word资料7页
11. 联轴器、离合器和弹簧1、教学目的：了解联轴器、离合器工作原理，掌握常用联轴器、离合器、弹簧的选用方法2、重点与难点：重点：联轴器、离合器的工作原理及应用难点：联轴器、离合器工作原理3、教学手段与方法：多媒体4、教学时间：2学时一、联轴器一）联轴器的功用：联轴器与离合器的功用是将轴与轴（或轴与旋转零件）联成一体，使其一同运转，并将一轴转矩传递给另一轴，联轴器在运转时，两轴不能分离，必须停车后，经过拆卸才能分离。
离合器在运转或停车后，不用拆卸，两轴便能分离。
联轴器与离合器都是由若干零件组成的通用部件。
二）联轴器的分类：如果联轴器的中间联接件是刚性的，便称这类联轴器为刚性联轴器；如果中间联接件是弹性的，便称这类联轴器为弹性联轴器。
刚性联轴器又按有无补偿两轴轴线间相对偏移能力分为两类，没有补偿能力的联轴器称为固定式联轴器，有补偿能力的联轴器，T，称为可移式联轴器。
联轴器已标准化，它的主要性能参数为：标志传递能力的公称传矩0许用转速[]n，被联接两轴的直径范围和标志补偿能力的偏移补偿。
使用时，只需按要求直接选用。
三）常用联轴器类型1．刚性联轴器常用的刚性联轴器有套筒联轴器和凸缘联轴器等。
（1）套筒联轴器如图11.2所示，套筒联轴器是利用套筒及连接零件（键或销）将两轴连接起来，图11.2a 中的螺钉用作轴向固定；当轴超载时，图11.2b中的锥销会被剪断，可起到安全保护的作用。
图11.2 套筒联轴器套筒联轴器结构简单、径向尺寸小、容易制造，但缺点是装拆时因被连接轴需作轴向移动而使用不太方便。
适用于载荷不大、工作平稳、两轴严格对中并要求联轴器径向尺寸小的场合。
此种联轴器目前尚未标准化。
（2）凸缘联轴器如图11.3所示，凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓组成。
这种联轴器有两种对中方式：一种是通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器之间采用普通螺栓连接，靠半联铀器接合面间的摩擦来传递转矩，如图11.3a所示；另一种是通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合对中，靠螺栓杆承受载荷来传递转矩，如图11.3b所示。
机械基础-联轴器和离合器
套筒联轴器
应用：用于载荷较平稳的 两轴联接 。
2、凸缘刚性联轴器
结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联 轴器的凸缘联接在一起。
型式： 普通凸缘联轴器
---靠铰制孔螺栓对中。
有对中榫的凸缘联轴器 ---靠榫头对中。
绞制孔螺栓
普通螺栓
对中榫
普通凸缘联轴器
制造与安装要求：半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直， 安装时应使两轴精确对中。
特点：无需沿轴向移动即可方便装拆，但不能联接直径不同的 两轴，外形复杂且不易平衡，高速旋转时会产生离心力 。 应用：用于低速传动轴，常用于垂直传动轴的联接。
(二) 无弹性元件联轴器 1、齿式联轴器 结构：两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同， 外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓 联接。两端密封，空腔内储存润滑油。 功用：能补偿轴不对中和偏斜。 工作范围：正常齿：α≤30’
存在偏心的滑块联轴器；
3) 两轴相对位移的大小和方向 安装调整两轴难以精确对中、或者工作中产生较大位移时，
应选用挠性联轴器：
▲径向位移较大时：=> 滑块联轴器 ； ▲角位移较大，或两轴相交时： => 滑块联轴器
4) 考虑可靠性和工作环境 ▲由金属制成的不需要润滑的联轴器工作比较可靠； ▲需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影
安装误差 被联接的两轴不能精确对中 位移、径向位移和角位移，
受力变形
或其组合。
两轴线的相对位移: 轴向、径向、角度、综合。
x y
轴向
径向 x
角度
y
α
综合
α
2、 联轴器与离合器的分类
刚性联轴器
联 轴 器
套筒联轴器 凸缘联轴器 夹壳联轴器
机械设计课件—联轴器和离合器
1. 大功率、重载：齿式联轴器 2. 冲击载荷：轮胎式联轴器 3. 高速：膜片式联轴器 4. 两轴相对位移较大：挠性联轴器，滑块联轴器，万
向联轴器 5. 经济性：刚性凸缘联轴器，弹性柱销式联轴器等
二、型号的选用
• 根据计算转矩选型号 计算转矩 Tca=KA*T (KA:工况系数，表14-1；T：公称转矩) 使 Tca<[T] ; （[T]:联轴器的许用转矩，查手册）N • 校核最大转速：n≤nmax (n：轴的实际转速，nmax ：联轴器允
联轴器：机器运转过程时，两轴不能分离；只有停车后两轴才 能分离
离合器：机器运转过程中，两轴随时接合或分离。可进行变速 及换向
安全联轴器及安全离合器：若转距超过规定值，取到过载保护
特殊功能的联轴器及离合器：
14.1 联轴器的种类与特点
联轴器所联两轴的相对位移
轴向位移
径向位移
角位移
根据对各种相对位移有无补偿能力，可分为：
许的最高转速）r/min • 协调轴孔直径 • 规定部件相应的安装精度 • 进行必要的校核
例题：
一减速器如图所示，已知电机型号为Y200L2-6，电机实际输出 功率p=20.8kW,转速n=970r/min；减速器减速比i=26.3,效率η=0.94； 输入端直径，d=45mm,输出端直径，d=95mm；与工作机连接端 轴径d=100mm。选联轴器（1）（2）。
T2 T1 i 204 .78 26.3 0.94 5062 .6Nm
n2
n i
97026.3 40.3(r / min)
Tca K A T2 1.5 5062 .6 7594 Nm
选弹性柱销联轴器
HL8联轴器 J1C95 167 GB5014 85 J1C100 167
向联轴器 5. 经济性：刚性凸缘联轴器，弹性柱销式联轴器等
二、型号的选用
• 根据计算转矩选型号 计算转矩 Tca=KA*T (KA:工况系数，表14-1；T：公称转矩) 使 Tca<[T] ; （[T]:联轴器的许用转矩，查手册）N • 校核最大转速：n≤nmax (n：轴的实际转速，nmax ：联轴器允
联轴器：机器运转过程时，两轴不能分离；只有停车后两轴才 能分离
离合器：机器运转过程中，两轴随时接合或分离。可进行变速 及换向
安全联轴器及安全离合器：若转距超过规定值，取到过载保护
特殊功能的联轴器及离合器：
14.1 联轴器的种类与特点
联轴器所联两轴的相对位移
轴向位移
径向位移
角位移
根据对各种相对位移有无补偿能力，可分为：
许的最高转速）r/min • 协调轴孔直径 • 规定部件相应的安装精度 • 进行必要的校核
例题：
一减速器如图所示，已知电机型号为Y200L2-6，电机实际输出 功率p=20.8kW,转速n=970r/min；减速器减速比i=26.3,效率η=0.94； 输入端直径，d=45mm,输出端直径，d=95mm；与工作机连接端 轴径d=100mm。选联轴器（1）（2）。
T2 T1 i 204 .78 26.3 0.94 5062 .6Nm
n2
n i
97026.3 40.3(r / min)
Tca K A T2 1.5 5062 .6 7594 Nm
选弹性柱销联轴器
HL8联轴器 J1C95 167 GB5014 85 J1C100 167
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§10-1 概 述
一、轴的用途及分类
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
分类：
转轴---传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有： 传动轴---只传递扭矩
类
心轴---只承受弯矩
型
本章只研究直轴
直轴
光轴
按轴的形状分有： 曲轴 阶梯轴
挠性钢丝轴
潘存云教授研制
二 联轴器和离合器概述
作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋 转，并传递扭矩，也可用作安全装置。
分类：
转轴---传递扭矩又承受弯矩。
按承受载荷分有：
类 型 按轴的形状分有：
带式运 输机
电动机 潘存云教授研制
减速器 转轴
§10-1 概 述
一、轴的用途及分类
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
分类：
转轴---传递扭矩又承受弯矩。
按承受载荷分有： 传动轴---只传递扭矩
类
应用说明
Q235
440
240
200
用于不重要或 载荷不大的轴
35 正火
≤100
149 ~187
520
270
…… … … …
…
有较好的塑性
250
和适当的强度， 可用于一般曲
…
… 轴、转轴。
表10-1 轴的常用材料及其主要力学性能
材料牌号
热处理 毛坯直径 mm
硬度 HBS
Q235A
热轧或锻 ≤ 100 后空冷 > 100~250
600 370
800 480
弯曲疲 劳极限
σ-1 MPa
170
255 245 275 355 335 430 370 365 345 440 410 375
305
395 190 180 215 290
正火或调质处理。
类 合金钢: 20Cr(渗碳淬火回火)、40Cr 40CrNi 38CrMoAlA(调制) 等
用途：碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其 是45钢应用受最力广小。耐合磨金性钢高具的有轴较高T8的A力,T1学0A性能，但价格较贵，多 用仪于表有轴特殊防要磁求的黄轴铜。,青铜
按轴的形状分有：
阶梯轴
潘存云教授研制
§10-1 概 述
一、轴的用途及分类
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
分类：
转轴---传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有： 传动轴---只传递扭矩
类
心轴---只承受弯矩
型
直轴 光轴
按轴的形状分有： 曲轴 阶梯轴
潘存云教授研制
潘存云教授研制
≤ 60 293~321 38CrMoAlA 调质 > 60~100 277~302
> 100~160 241~277
20Cr 3Cr13
渗碳 淬火 回火 调质
≤ 60 ≤ 100
渗碳 56~62 HRC ≥ 241
1Cr18NiTi 淬火
≤ 100
≤ 192
> 100~200
QT600-3
190~270
防腐 2Cr13,4Cr13
如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。
轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。
表10-1 轴的常用材料及其主要力学性能
材料及热处理
毛坯直径 mm
硬度 强度极限σb 屈服极限σs
HBS
MPa
弯曲疲劳极限σ-1
▲ 联轴器----用于将两轴联接在一起，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----在机器运转过程中，可使两轴随时接合 或分离的一种装置。 它可用来操纵机器传动的断 续，以便进行变速或换向；
▲ 安全联轴器与离合器----机器工作时，若转矩超过 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；
轴的结构设计： 根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等
方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。
工作能力计算： 轴的承载能力验算指的
是轴的强度、刚度和振动稳 定性等方面的验算。
轴的设计过程：
选择材料 结构设计 轴的承载能力验算
验算合格? N Y
结束
一、 轴的材料及其选择
为了改善力学性能
种 碳素钢：35、45、50、Q235、Q275
≤ 100 170~217
正火
45
> 100~300 162~217
调质
≤ 200 217~255
40Cr
调质
≤ 100 241~286
> 100~300
40CrNi
调质
≤ 100 270~300
> 100~300 240~270
38SiMnMo
调质
≤ 100 229~286 > 100~300 217~269
潘存云教授研制
支撑反力
转动心轴 火车轮轴
前轮轮毂 固定心轴
§10-1 概 述
一、轴的用途及分类
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
分类：
转轴---传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有： 传动轴---只传递扭矩
类
心轴---只承受弯矩
型
直轴 光轴
一般情况下，直轴做成实心 轴，需要减重时做成空心轴
型 按轴的形状分有：
发动机
传动轴 后桥
潘存云教授研制
§10-1 概 述
一、轴的用途及分类
功用：用来支撑旋转的机械零扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有： 传动轴---只传递扭矩
类
心轴---只承受弯矩
型 按轴的形状分有：
自行车
车厢重力
前轮轴
前叉
潘存云教授研制
QT800-2
245~335
抗拉强 屈服强
度极限 度极限
σb
σs
400~420 225
375~390 215
590 295
570
285
640 355
735
540
685
490
900
735
785
570
735
590
685
540
930 785
835
685
785
590
640
390
835
635
530 195
490
第十章 轴、联轴器、离合器
第10章 轴、联轴器、离合器
§10-1 §10-2
概述 轴
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运 动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。 与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本 低廉等优点。
§10-3 联轴器
§10-4 离合器
§10-1 概 述
一、轴的用途及分类
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
▲ 特殊功用的联轴器与离合器----用于某些特殊要 求处，如：在一定的回转方向或达到一定转速 时， 联轴器或离合器即可自动接合或分离等；
联轴器和离合器种类繁多，在选用标准件或自行设 计时应考虑如下因素：
传递转矩大小; 转速高低; 扭转刚度变化 ; 体积大小 ; 缓冲吸振能力 。
§10-2、轴
设计任务：选材、结构设计、工作能力计算。