机械设计基础课件第19章联轴器和离合器.pptx
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[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。
机械设计基础
§19-0 联轴器和离合器概述
3
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， 也可用作安全装置。大致有以下类型：
2）有弹性元件：弹性元件通过变形
机械设计基础
可补偿偏移及位移 具有缓冲减振功能
联轴器分类：
10
刚性联轴器
刚性固定式
套筒联轴器 凸缘联轴器 夹壳式联轴器 剪销式安全联轴器
要求两轴严格对中， 工作时两轴不能移 动。
刚性可移式
强度高，承载能力大,E大且稳 定,受T影响小,但成本高。
十字滑块联轴器 齿轮联轴器 万向联轴器
大多数联轴器已经标准化或规格化，一般机械设
计者的任务是选用联轴器，选用的基本步骤为：
选择联轴器的类型
计算联轴器的计算转矩
确定联轴器的型号 校核最大转速 协调轴孔直径
规定部件相应的安装精度 进行必要的承载能力校核
机械设计基础
１．选择联轴器的类型
选择2
16
应全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等， 结合常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴器的类型。
2、有一定补偿位移能力
齿式联轴器
万向联轴器
滚子链联轴器
机械设计基础
有弹性元件的挠性联轴器
弹性联轴器有金属或非金属弹性元件
有弹性元件：弹性元件通过变形
可补偿偏移及位移 具有缓冲减振功能
弹性套柱销联轴器
弹性柱销联轴器
梅花形弹性联轴器
轮胎联轴器
膜片联轴器
星形弹性联轴器
19-2 联轴器的选择选1 择
15
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；
机械设计基础
联轴器的应用
5
球磨机用大型联轴器
机械设计基础
带式运输机传动装置用联轴器。
• 离合器的应用
6
机械设计基础
7
二、区别 联轴器——联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离 离合器——联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合 制动器——制动器功用时迫使近期停止运转。
三、应用 可将整机分为部件，便于制造、装卸、运输。离合器还
可操纵机器的启动、制动、换向和变速。
联轴器和离合器种类很多，有些已经标准化，本章仅介绍常见的 类型
机械设计基础
19-1 联轴器的种类和特性
8
一、联轴器所联两轴的相对位移
制造及安装误差、变形、温度变化不能保证严格
的对中
x
yຫໍສະໝຸດ Baidu
轴向位移x
径向位移y
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]
选型号
工作转速：n≤[n] （查手册）
机械设计基础
轴颈d大小：dmin～dmax范围
20 机械设计基础
21 选择3
６．规定部件相应的安装精度 联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因
允许两轴有一定位移,靠运动 副组成得动联接补偿轴的偏 移。
金属弹性元件联轴器 弹性联轴器
簧片联轴器
靠金属弹性元件的
蛇形弹簧联轴器 变形补偿两轴的偏 移
弹性套柱销联轴器 利用非金属弹
非金属弹性元件联轴器 弹性柱销联轴器
E变化范围大,阻尼效应好,重量轻,成本低,但 强度低,承载能力小,寿命较短。
梅花形弹性联轴器 轮胎式联轴器
xy
角位移
综合位移x、y、
这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同
的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。
机械设计基础
二、联轴器类型
9
1、刚性联轴器：适用于两轴能严格对中，并在工作中
不发生相对位移的地方。
2、挠性联轴器：适用于两轴有偏斜或工作中有相对 位移的地方。
挠性联轴器又可分为：
1）无弹性元件：只起补偿偏移及位移作用，因 无弹性元件无缓冲及减振作用
低速、刚性大的短轴可选用刚性联轴器； 低速、刚性小的长轴可选用无弹元件挠性联轴器； 传递转矩较大的重型机械选用齿式联轴器； 对于高速、有振动和冲击的机械，选用弹性元件挠性联轴器； 轴线位置有较大变动的两轴，应选用万向联轴器； 有安全保护要求的轴，选用安全联轴器。
机械设计基础
17
例：带式运输机传动装置的联轴器的选择
机械设计基础
18
２．计算联轴器的计算转矩
Tca KAT
T为联轴器所传递的公称转矩。 KA为工作情况系数。
３．确定联轴器的型号
按Tca ≤[T]，由联轴器标准确定联轴器型号， [T]为联轴器的许用转矩。
机械设计基础
４．校核最大转速
19
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
联轴器：实现两轴的联接，
并传递运动及转矩T。
特点： 两轴分离时，必须停机。
机械设计基础
4
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；
第十九章 联轴器和离合器
§19-0 联轴器和离合器概述 §19-1 联轴器的种类和特性 §19-2 联轴器的选择 §19-3 离合器 §19-4 安全联轴器及安全离合器 §19-5 特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器
2
[重点]
1、典型联轴器的工作原理、性能、结构特点和类型选择； 2、离合器的基本概念，典型结构，选用原则。
性元件的变形 补偿轴的偏移。
机械设计基础
11 机械设计基础
刚性联轴器
12
刚性联轴器
套筒联轴器
凸缘联轴器
特点：结构简单，价格低
无法补偿位移和偏斜，对两轴对中性要求高； 缺点：
无缓冲吸夹振壳能联力轴器。
机械设计基础
夹壳联轴器
无弹性元件挠性联轴器
无弹性件挠性联轴器
13
十字滑块联轴器
滑块联轴器
1、无缓冲及吸振能力 该类联轴器共同特点：
此，必须保证轴及相应部件的安装精度。
７．进行必要的校核
联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时 还应对联轴器中的零件进行承载能力校核，如对非金 属元件的许用温度校核等。
机械设计基础
22 例题: 选择图中减速器和运输机之间的联轴器,减速器输出端轴径
d1=40mm，运输机输入端轴径d2=42mm，该轴传递功率 P=4.83kW，转速n=300r/min，试选择所需的联轴器。
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。
机械设计基础
§19-0 联轴器和离合器概述
3
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， 也可用作安全装置。大致有以下类型：
2）有弹性元件：弹性元件通过变形
机械设计基础
可补偿偏移及位移 具有缓冲减振功能
联轴器分类：
10
刚性联轴器
刚性固定式
套筒联轴器 凸缘联轴器 夹壳式联轴器 剪销式安全联轴器
要求两轴严格对中， 工作时两轴不能移 动。
刚性可移式
强度高，承载能力大,E大且稳 定,受T影响小,但成本高。
十字滑块联轴器 齿轮联轴器 万向联轴器
大多数联轴器已经标准化或规格化，一般机械设
计者的任务是选用联轴器，选用的基本步骤为：
选择联轴器的类型
计算联轴器的计算转矩
确定联轴器的型号 校核最大转速 协调轴孔直径
规定部件相应的安装精度 进行必要的承载能力校核
机械设计基础
１．选择联轴器的类型
选择2
16
应全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等， 结合常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴器的类型。
2、有一定补偿位移能力
齿式联轴器
万向联轴器
滚子链联轴器
机械设计基础
有弹性元件的挠性联轴器
弹性联轴器有金属或非金属弹性元件
有弹性元件：弹性元件通过变形
可补偿偏移及位移 具有缓冲减振功能
弹性套柱销联轴器
弹性柱销联轴器
梅花形弹性联轴器
轮胎联轴器
膜片联轴器
星形弹性联轴器
19-2 联轴器的选择选1 择
15
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；
机械设计基础
联轴器的应用
5
球磨机用大型联轴器
机械设计基础
带式运输机传动装置用联轴器。
• 离合器的应用
6
机械设计基础
7
二、区别 联轴器——联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离 离合器——联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合 制动器——制动器功用时迫使近期停止运转。
三、应用 可将整机分为部件，便于制造、装卸、运输。离合器还
可操纵机器的启动、制动、换向和变速。
联轴器和离合器种类很多，有些已经标准化，本章仅介绍常见的 类型
机械设计基础
19-1 联轴器的种类和特性
8
一、联轴器所联两轴的相对位移
制造及安装误差、变形、温度变化不能保证严格
的对中
x
yຫໍສະໝຸດ Baidu
轴向位移x
径向位移y
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]
选型号
工作转速：n≤[n] （查手册）
机械设计基础
轴颈d大小：dmin～dmax范围
20 机械设计基础
21 选择3
６．规定部件相应的安装精度 联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因
允许两轴有一定位移,靠运动 副组成得动联接补偿轴的偏 移。
金属弹性元件联轴器 弹性联轴器
簧片联轴器
靠金属弹性元件的
蛇形弹簧联轴器 变形补偿两轴的偏 移
弹性套柱销联轴器 利用非金属弹
非金属弹性元件联轴器 弹性柱销联轴器
E变化范围大,阻尼效应好,重量轻,成本低,但 强度低,承载能力小,寿命较短。
梅花形弹性联轴器 轮胎式联轴器
xy
角位移
综合位移x、y、
这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同
的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。
机械设计基础
二、联轴器类型
9
1、刚性联轴器：适用于两轴能严格对中，并在工作中
不发生相对位移的地方。
2、挠性联轴器：适用于两轴有偏斜或工作中有相对 位移的地方。
挠性联轴器又可分为：
1）无弹性元件：只起补偿偏移及位移作用，因 无弹性元件无缓冲及减振作用
低速、刚性大的短轴可选用刚性联轴器； 低速、刚性小的长轴可选用无弹元件挠性联轴器； 传递转矩较大的重型机械选用齿式联轴器； 对于高速、有振动和冲击的机械，选用弹性元件挠性联轴器； 轴线位置有较大变动的两轴，应选用万向联轴器； 有安全保护要求的轴，选用安全联轴器。
机械设计基础
17
例：带式运输机传动装置的联轴器的选择
机械设计基础
18
２．计算联轴器的计算转矩
Tca KAT
T为联轴器所传递的公称转矩。 KA为工作情况系数。
３．确定联轴器的型号
按Tca ≤[T]，由联轴器标准确定联轴器型号， [T]为联轴器的许用转矩。
机械设计基础
４．校核最大转速
19
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
联轴器：实现两轴的联接，
并传递运动及转矩T。
特点： 两轴分离时，必须停机。
机械设计基础
4
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；
第十九章 联轴器和离合器
§19-0 联轴器和离合器概述 §19-1 联轴器的种类和特性 §19-2 联轴器的选择 §19-3 离合器 §19-4 安全联轴器及安全离合器 §19-5 特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器
2
[重点]
1、典型联轴器的工作原理、性能、结构特点和类型选择； 2、离合器的基本概念，典型结构，选用原则。
性元件的变形 补偿轴的偏移。
机械设计基础
11 机械设计基础
刚性联轴器
12
刚性联轴器
套筒联轴器
凸缘联轴器
特点：结构简单，价格低
无法补偿位移和偏斜，对两轴对中性要求高； 缺点：
无缓冲吸夹振壳能联力轴器。
机械设计基础
夹壳联轴器
无弹性元件挠性联轴器
无弹性件挠性联轴器
13
十字滑块联轴器
滑块联轴器
1、无缓冲及吸振能力 该类联轴器共同特点：
此，必须保证轴及相应部件的安装精度。
７．进行必要的校核
联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时 还应对联轴器中的零件进行承载能力校核，如对非金 属元件的许用温度校核等。
机械设计基础
22 例题: 选择图中减速器和运输机之间的联轴器,减速器输出端轴径
d1=40mm，运输机输入端轴径d2=42mm，该轴传递功率 P=4.83kW，转速n=300r/min，试选择所需的联轴器。