联轴器、离合器和制动器

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1、第14章联轴器、离合器和制动器14.1联轴器14.1.1联轴器的功用和分类联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的联接，使它们一起回转并传递转矩。用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把它们分离。用离合器联接的两根轴，在机器工作中就能方便地使它们分离或接合。联轴器分刚性和弹性两大类。刚性联轴器由刚性传力件组成，又可分为固定式和可移式两类。固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移；可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。弹性联轴器包含有弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具有吸收振动和缓和冲击的能力。联轴器和离合器大都已标准化了。一般可先依据机器的工作条件

2、选定合适的类型，然后按照计算转矩、轴的转速和轴端直径从标准中选择所需的型号和尺寸。必要时还应对其中某些零件进行验算。计算转矩Tc已将机器启动时的惯性力和工作中的过载等因素考虑在内。联轴器和离合器的计算转矩可按下式确定Tc=KAT（17－1）式中：Tc为名义转矩；KA为工作情况系数，KA值列于下表中。一、固定式刚性联轴器联轴器、离合器的种类很多，本章仅介绍几种有代表性的结构。固定式刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器。如下图所示，它是用螺栓联接两个半联轴器的凸缘，以实现两轴联接的。螺栓可以用普通螺栓，也可以用铰制孔用螺栓。这种联轴器有两种主要的结构型式：图a是

3、普通的凸缘联轴器，通常靠铰制孔用螺栓来实现两轴对中；图b是有对中榫的凸缘联轴器，靠凸肩和凹槽（即对中榫）来实现两轴对中。制造凸缘联轴器时，应准确保持半联轴器的凸缘端面与孔的轴线垂直，安装时应使两轴精确对中。半联轴器的材料通常为铸铁，当受重载或圆周速度v＞30m／s时，可采用铸钢或锻钢。凸缘联轴器的结构简单、使用方便、可传递的转矩较大，但不能缓冲减振。常用于载荷较平稳的两轴联接。二、可移式刚性联轴器由于制造、安装误差或工作时零件的变形等原因，被联接的两轴不一定都能精确对中，因此就会出现两轴间的轴向位移x（下图a）、径向位移y（图b）、角位移a（图c），以及由

4、这些位移组合的综合位移。如果联轴器没有适应这种相对位移的能力，就会在联轴器、轴和轴承中产生附加载荷，甚至引起强烈振动。可移式刚性联轴器的组成零件间构成的动联接，具有某一方向或几个方向的活动度，因此能补偿两轴的相对位移。常用的可移式刚性联轴器有以下几种：（一）、齿式联轮器齿式联轴器是由两个有内齿的外壳3和两个有外齿的会简4所组成（上图a）。套筒与轴用键相联，两个外壳用螺栓2联成一体，外壳与套简之间设有密封圈1。内齿轮齿数和外齿轮齿数相等。轮齿通常采用压力角为20°的渐开线齿廓。工作时靠啮合的轮齿传递转矩。由于轮齿间留有较大的间隙和外齿轮的齿项制成球形（上图b

5、），所以能补偿两轴的不对中和偏斜（下图）。为了减小轮齿的磨损和相对移动时的摩擦阻力，在外壳内贮有润滑油。齿式联轴器允许角位移在30′以下，若将外齿轮做成鼓形齿（上图b），则允许角位移可达3°。齿式联轴器的优点是能传递很大的转矩和补偿适量的综合位移，因此常用于重型机械中。但是，当传递巨大转矩时，齿间的压力也随着增大，使联轴器的灵活性降低，而且其结构笨重、造价较高。（二）、滑块联轴器滑块联轴器是由两个端面开有径向凹槽的半联轴器1、3和两端各具凸榫的中间滑块2所组成（下图）。中间滑块两端面上的凸榫相互垂直，分别嵌装在两个半联轴器的凹槽中，构成移动副。如果两轴线不

6、对中或偏斜、运转时滑块将在凹槽内滑动，所以凹槽和滑块的工作面间要加润滑剂。若两轴不对中，当转速较高时，由于滑块的偏心将会产生较大的离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷，因此它只适用于低速，轴的转速一般不超过300r／min。滑块联轴器允许的径向位移（即偏心距）y≤0．04d（d为轴的直径），角位移α≤30°。（三）、万向联轴器下图所示为以十字轴为中间件的万向联轴器。十字轴的四端用铰链分别与轴1、轴2上的叉形接头相联。因此，当一轴的位置固定后，另一轴可以在任意方向偏斜α角，角位移α可达40°～45°。为了增加其灵活性，可在铰链处配置滚针轴承（图中未标出）

7、。但是，单个万向联轴器两轴的瞬时角速度并不是时时相等的，即当主动轴1以等角速度回转时，从动轴2作变角速度转动，从而引起动载荷，对使用不利。为了克服单个万向联轴器的上述缺点，机器中常将万向联轴器成对使用，如下图所示。这种由两个万向联轴器组成的装置称为双万向联轴器。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、从动轴与中间件C的夹角必须相等，即α＝α中间件两端的叉面必须位于同一平面内。显然，中间件本身的转速是不均匀的。但因它的惯性小，由它产生的动载荷、振动等一般不致引起显著危害。小型双万向联轴器的实际结构如下图

8、所示，通常用合金钢制造。三、弹性联轴器（一）、弹性套柱销联轴器弹性