机械设计基础之联轴器.ppt

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1、分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出本章目录本章目录教学要求教学要求基本内容基本内容重点难点重点难点问题思考问题思考 联轴器和离合器是机械联轴器和离合器是机械传动中常用的部件，并且传动中常用的部件，并且大多已标准化，主要用于大多已标准化，主要用于轴与轴之间的联接，用以轴与轴之间的联接，用以传递运动和转矩。通过本传递运动和转矩。通过本部分的学习，使学生了解部分的学习，使学生了解几种常用联轴器的结构、几种常用联轴器的结构、特点、使用场合和选用方特点、使用场合和选用方法，为其后续的课程设计法，为其后续的课程设计作好铺垫作好铺垫总目录总目录退出退出音乐欣赏本章目录本章目录 1 1、 概概 述

2、述 2 2、 联联 轴轴 器器 3 3、联、联 轴轴 器器 的的 选选 择择 4 4、牙、牙 嵌嵌 离离 合合 器器 5 5、圆盘摩擦式离合器、圆盘摩擦式离合器 6 6、定、定 向向 离离 合合 器器 分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出1 1、熟悉常用离合器的类型、工作、熟悉常用离合器的类型、工作原理及结构特点；原理及结构特点；2 2、掌握联轴器离的主要类型、结、掌握联轴器离的主要类型、结构特点、工作原理及选择计算方法；构特点、工作原理及选择计算方法；3 3、掌握联轴品器联接的两轴间位、掌握联轴品器联接的两轴间位置补偿的原理；置补偿的原

3、理；4 4、掌握联轴器和离合器在功能上、掌握联轴器和离合器在功能上的同异。的同异。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出1 概概 述述主要用于轴与轴之间的联接,以传递运动和转矩。 用联轴器联接的两轴,只有在机械停止工作后,经过拆卸，才能使两轴分离联轴器和离合器的功用分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 联轴器和离合器现大多已标准化,设计时一般可参考手册选用,必要时需对其中某些零件进行验算 。1 概概 述述 用离合器联接的两轴，在机械工作过程中就能方便地使其分离或接合。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 2 2 联轴器联轴器由于制造、安装等原因，常使两轴产生相对位移

4、a) 轴向位移 b)径向位移 c)角向位移 d) 综合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。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器a) 用凸肩和凹槽对中 b)用配合螺栓对中1 1凸缘联轴器凸缘联轴器分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器a) 用凸肩和凹槽对中 工作时，靠两个半联轴器接合面间的摩擦力来传递转矩。1 1）凸缘联轴器工作特点）凸缘联轴器工作特点a a）用凸肩与凹槽对中）用凸肩与凹槽对中对中精度高，但装拆时需作轴向移动。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 工作时靠螺栓杆的剪切和螺

5、栓杆与孔壁的挤压来传递转矩。这种方式传递转矩的能力较高。b)b)用配合螺栓对中用配合螺栓对中固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器装拆时轴不需要作轴向移动，但螺栓孔需配铰。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出n结构简单，工作可靠，刚性好，使用和维护方便，可传递大的转矩，但它对两轴的对中性要求较高。固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器2）凸缘联轴器特点及应用：）凸缘联轴器特点及应用：n主要用于两轴对中精度良好，载荷平 稳，转速不高的传动场合。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 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。固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器传递

6、较小的转矩可传递较大的转矩，但必须用紧定螺钉作轴向固定；2、套筒联轴器工作特点、套筒联轴器工作特点 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。a)键联接b)销联接分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出工作特点工作特点 可移式刚性联轴器是利用联轴器中元件间的相对滑动来补偿两轴间的相对偏移。 此类联轴器承载能力较大,但缺乏缓冲吸振的能力,不宜用于有冲击振动的场合.这类联轴器补偿两轴间的相对偏移时,其元件间有相对滑动,为减轻磨擦和磨损,提高传动效率，其工作表面的硬度要求较高且要有良好的润滑。可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退

7、出出 工作时,十字滑块随两轴转动,同时滑块上的两榫可在两半联轴器的凹槽中滑动，以补偿两轴的径向位移。其允许有较大的径向位移及不大的角位移和轴向位移。可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器 结构简单,制造方便,可适应两轴间的综合偏移等优点。但由于十字滑块作偏心转动,工作时会产生较大的离心力,故适用于低速、无冲击的场合。需定期进行润滑。1滑块联轴器（十字滑块联轴器）滑块联轴器（十字滑块联轴器） 工作特点及应用工作特点及应用分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 为补偿两轴的综合位移，常将外齿轮的外圆制成球面，齿侧制成鼓形齿且齿侧间隙较大则允许两轴发生综合位移 可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器工作

8、时靠齿的啮合传递扭矩并要保证轮齿间可靠的润滑及密封2齿轮联轴器工作特点齿轮联轴器工作特点分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 与十字滑块联轴器相比，齿轮联轴器的转速较高，且因为是多齿同时啮合，故齿轮联轴器工作可靠，承载能力大，但制造成本高。一般多用于起动频繁，经常正反转的重型机械中。 可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器齿轮联轴器特点及应用齿轮联轴器特点及应用分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 3双万向联轴器双万向联轴器万向联轴器是由两个叉形零件和一个十字轴所组成。万向联轴器允许两轴间有较大的角位移，其夹角可达4045。主要缺点：主动轴作等角速转动时，其从动轴作变角速转动。其

9、变化范围为1 cos21/cos 。则在传动时将引起附加动载荷。为克服这一缺点，可采用双万向联轴器。可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出12时，双万向联轴器须满足的条件： 主动轴、从动轴与中间轴之间的夹角相同，即：12中间轴两端叉面必须位于同一平面内。可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器双万向联轴器 十字轴万向联轴器结构紧凑，维护方便，在汽车、多头钻床等机器中得到广泛应用。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出v特点及应用：特点及应用： 联轴器因装有弹性元件，不但可以靠弹性元件的变形来补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲、吸振的能力。弹性联轴器广泛应

10、用于经常正反转、起动频繁的场合。v弹性元件的材料有金属和非金属两种。 弹性联轴器弹性联轴器 非金属弹性元件 常用橡胶、尼龙、工作塑料等制成，重量轻，且缓冲吸振性能较好，但强度较低，易老化，性能受环境条件影响较大，使用范围受到一定的限制。金属弹性元件 强度高，尺寸小，寿命长，但成本高；分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出1弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器结构特点及应用结构特点及应用弹性套柱销联轴器其结构与凸缘联轴器相似，只是用带有弹性套的柱销代替了联接螺栓。弹性套的材料采用橡胶。弹性套柱销联轴器结构简单，装拆方便，成本较低，常用来联接载荷较平稳，需正反转或频繁起动，传递中小转矩的高、中

11、速轴。弹性联轴器弹性联轴器 分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 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。2弹性柱销联轴器结构特点及应用弹性柱销联轴器结构特点及应用弹性联轴器弹性联轴器 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 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。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出优点：结构简单、工作可靠、 具有良好的综合位移补偿能力和缓冲吸振的能力。缺点：径向尺寸较大；当转矩较大时，会因过大的扭转变形而产生附加的轴向载荷。3轮胎式联轴器结构特点及

12、应用轮胎式联轴器结构特点及应用弹性联轴器弹性联轴器 弹性元件是由橡胶或橡胶织物制成的轮胎环 应用：适应于启动频繁、有冲击振动以及潮湿、多尘、相对位移较大的场合。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出3 联轴器的选择联轴器的选择标准联轴器的选择类型选择尺寸型号的选择选择原则：选择原则：其使用要求和类型特性一致1联轴器类型的选择联轴器类型的选择对低速，刚性较好的轴选固定式联轴器； 对高速，刚性较差的轴可移动刚性联轴器；选用万向联轴器；对轴线相交的两轴选用齿轮联轴器。对大功率重载传动选用弹性联轴器； 对高速、且有冲击或振动的轴 分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出计算转矩TC ：T

13、CKAT 式中 T名义转矩，单位为Nmm ； KA工作状况系数 2联轴器型号的选择联轴器型号的选择选择型号时应满足计算转矩不超过联轴器最大许用转矩轴径应符合联轴器的孔径范围转速不超过联轴器的许用转速3 联轴器的选择联轴器的选择分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 工作情况系数工作情况系数KA工 作 机原 动 机工 作 情 况实 例电动机汽轮机四 缸上 内 燃 机双缸内燃机单缸内燃机转矩变化很小发电机、小型通风机、小型离心泵1.31.51.82.2转矩变化小透平压缩机、木工机床、运输机1.51.72.02.4转矩变化中等搅拌机、增压泵、往复式压缩机、冲床1.71.92.22.6转矩变化

14、中等,有冲击拖拉机、织布机、水泥搅拌机1.92.12.42.8转矩变化大,有强烈冲击造纸机、挖掘机、超重机、碎石机2.32.52.83.2转矩变化大,有强烈冲击压延机、轧 钢 机3.13.33.64.0分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出 4 牙嵌离合器牙嵌离合器v 牙嵌离合器工作特点牙嵌离合器工作特点 由两个半离合器组成.工作时,利用操纵杆移动滑环4,使半离合器2作轴向移动.从而实现离合器的接合或分离.牙嵌离合器是依靠牙的相互嵌合来传递转矩的.为便于两轴对中,在主动轴端的半联轴器上固定一个对中环5,从动轴端则可在对中环内自由移动.分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出v常用

15、的牙型：三角形、梯形和锯齿形三种.三角形牙 用于传递中小转 矩的低速离合器梯形牙 自动补偿磨损后的间隙,从而减少冲击，应用广泛锯齿形牙 强度最高,承载能力最大,但仅能单向工作4 牙嵌离合器牙嵌离合器分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出梯形、锯齿形牙 强度较高,都能传递较大的转矩v 必要时应验算牙面上的压强P及牙根弯曲应力b4 牙嵌离合器牙嵌离合器牙嵌离合器传递转矩的能力 主要取决于牙的耐磨性和强度。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出式中 z 半离合器上牙的数目； 20pAzDTKpA 0bAbzWDThKW 牙的弯曲截面系数；许用压强，在静止时接合，p=90120，MPa

16、 ；在运转时接合，p=5070 ，MPa。pb 许用弯曲应力，在静止时接合，b=s1.5 ，Mpa; 在运转时接合，bs5，MPa。 4牙嵌牙嵌离合器离合器D0 牙的平均直径，单位mmA 每个牙的接触面积，即 A .h ，单位mm2； 其中 为牙的宽度，h为牙的高度，单位mm；aav压强p及b的验算分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出v牙嵌离合器特点：牙嵌离合器特点：4 牙嵌牙嵌离合器离合器缺点接合时有冲击，只能在静止或低速时接合。结构简单、尺寸紧凑、能传递较大的转矩；优点分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出圆盘摩擦式离合器：圆盘摩擦式离合器：单片式和多片式两种。5 圆盘摩擦式离合器圆盘摩擦式离合器 工作时，轴向力使两半离合器相互压紧，靠接合面间产生的摩擦力来传递转矩。 1.单片式摩擦离合器单片式摩擦离合器 单片式摩擦离合器结构简单，但传递的转矩较小，多用于转矩在2000N.m以下的轻型机械。分目录分目录上一页上一页下一页下一页退退 出出2.多片式摩擦离合器多片式摩擦离合器 由外摩擦片面、内摩擦片 和外鼓轮、套筒组成。外鼓轮中装有一组外摩擦片，可与主动轴一起回转;套