西工大机械设计第14章.ppt
第十四章 联轴器和离合器,14-0 概述14-1 联轴器的种类和特性14-2 联轴器的选择14-3 离合器14-4 安全联轴器及安全离合器14-5 特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器,概述1,概 述,联轴器和离合器是机械装置中常用的部件，它们主要用于连接轴与轴，以传递运动与转矩，也可用作安全装置。大致有以下类型：,联轴器用于将两轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有在机 器停止时才可将两轴分离。,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。,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：传递转矩大小、转速高低、扭转刚度变化、体积大小、缓冲吸振能力等因素。,联轴器的种类和特性1,联轴器的种类和特性,联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。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。,一、联轴器所连两轴的相对位移,被连接两轴间的各种相对位移无补偿能力，故对两轴对中 性的要求高。当两轴有相对位移时，会在结构内引起附加载荷。这类联轴器的结构比较简单。,联轴器的种类和特性2,二、联轴器的分类,刚性联轴器,挠性联轴器,无弹性元件挠性联轴器 联轴器具有挠性，可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。,有弹性元件挠性联轴器 因联轴器中装有弹性元件，不仅可以补偿 两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储蓄的能量越多，则联轴器的减振能力越强。这类联轴器的品种多，应用广泛。,对被连接两轴间的各种相对位移有补偿能力，进一步分为：,联轴器的种类和特性,虚拟现实中的联轴器,刚性联轴器,刚性联轴器,凸缘联轴器,套筒联轴器,夹壳联轴器,无弹性件挠性联轴器,无弹性元件挠性联轴器,十字滑块联轴器,滑块联轴器,万向联轴器,齿式联轴器,滚子链联轴器,有弹性件挠性联轴器,有弹性元件挠性联轴器,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,选择1,联轴器的选择,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,选择2,联轴器的选择,选择联轴器的类型,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。,计算联轴器的计算转矩,KA为工作情况系数。,T为联轴器所传递的公称转矩。,选择3,规定部件相应的安装精度,进行必要的校核,联轴器的选择,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。,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：,nnmax,协调轴孔直径,被连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。,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。,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。,离合器1,一、离合器的分类,作用：离合器用来连接两根轴，使之一起转动并传递转矩，在工作中主、从动部分可分离可接合。,离合器,二、对离合器的基本要求,离合器2,三、离合器的选用,嵌入式离合器的结构简单，外形尺寸较小，两轴间的连接无相对运动，一般适用于低速接合，转矩不大的场合。,离合器,摩擦式离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分离；接合过程平稳，冲击振动较小；有过载保护作用。但尺寸较大，在接合或分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量大，磨损也较大。,电磁摩擦离合器可实现远距离操纵，动作迅速，没有不平衡的轴向力，因而在数控机床等机械中获得了广泛的应用。,牙嵌离台器,单圆盘摩擦离合器,多圆盘摩擦离合器,二、离合器简介,电磁摩擦离合器,安全联轴器离合器1,安全联轴器及安全离合器,作用：当工作转矩超过机器允许的极限转矩时，连接件将发生折断、脱开或 打滑，从而使从动轴自动停止转动，以保护机器中的重要零件不致损坏。,一、剪切销安全联轴器,区分：安全联轴器断开连接后不能自动恢复工作能力，用于很少过载处；安全离合器断开连接后能够自动恢复工作能力，用于经常过载处。,双剪式,销钉装在经过淬火的钢套内，过载时即被剪断。,单剪式,安全联轴器离合器2,二、滚珠安全离合器,安全联轴器及安全离合器,主动齿轮传来的转矩通过滚珠、从动盘、外套筒而传给从动轴。当转矩超过许用值时，弹簧被过大的轴向分力压缩，使从动盘向右移动，原来交错压紧的滚珠因被放松而相互滑动，此时主动齿轮空转，从动轴即停止转动。当载荷恢复正常时，又可重新传递转矩。弹簧压力的大小可用螺母来调节。,特殊1,特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器,一、定向离合器,当爪轮为主动轮并作顺时针回转时，滚柱将被摩擦力转动而滚向空隙的收缩部分，并楔紧在爪轮和套筒间，使套筒随爪轮一同回转，离合器即进入接合状态。当爪轮反向回转时，滚柱即被滚到空隙的宽敞部分，这时离合器即处于分离状态。因而，定向离合器只能传递单方向的转矩，可在机械中用来防止逆转及完成单向传动。,特殊2,二、离心离合器,如图所示为开式离心离合器的工作原理图，在两个拉伸螺旋弹簧的弹力作用下，主动部分的一对闸块与从动部分的鼓轮脱开；当转速达到某一数值后，离心力增加到能克服弹簧拉力时，便使闸块绕其支点向外摆动与从动鼓轮压紧，离合器即进入接合状态。当接合面上产生的摩擦力矩足够大时，主、从动轴即一起转动。,特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器,特殊3,特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器,三、电磁粉末离合器,右图所示为电磁粉末离合器的原理图。金属外筒为从动件，嵌有环形励磁线圈的电磁铁与主动轴连接，金属外筒与电磁铁间留有少量间隙，内装适量的铁和石墨粉末。当励磁线圈中无电流时，散砂似的粉末不阻碍主、从动件之间的相对运动，离合器处于分离状态；当通入电流时，电磁粉末即在磁场作用下被吸引而聚集，从而将主、从动件联系起来，离合器即接合。这种离合器在过载滑动时，会产生高温。当温度超过电磁粉末的居里点时，则磁性消失，离合器即分离，从而可以起到保安的作用。,
