机械设计基础 教学课件 ppt 作者 李正峰 蒋利强 主编 杜春宽 副主编20.ppt

第20章 联轴器、离合器和弹簧 §20.1联轴器 §20.2离合器 §20.3弹簧 §20.1 联轴器 联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和动力。如图20-1所示。因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷，导致工作情况的恶化。 根据联轴器补偿两轴偏移能力的不同可将其分为两大类： 1）刚性联轴器 这种联轴器不能补偿两轴的偏移，用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的场合。 2）挠性联轴器 这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力。根据联轴器补偿位移的方法的不同又可分为： （1）无弹性元件联轴器 （2）弹性联轴器 20.1.1 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20-2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20-2（a）中的螺钉用作轴向固定，图20-2（b） 中的锥销当轴超载时会被剪断，可起到安全保护的作用。 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使维修不太方便。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20-3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榫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，靠半联轴器接合面间的摩擦来传递转矩，如图20-3（a）所示；另一种是通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合对中，靠螺栓杆的剪切来传递转矩，如图20-3（b）所示。当尺寸相同时后者传递的转矩较大，但制造安装较困难。 凸缘联轴器的主要特点是结构简单、成本低、传递的转矩较大，但要求两轴的同轴度较高。适用于刚性大、振动冲击小和低速大转矩的连接场合，是应用最广的一种刚性联轴器。这种联轴器已标准化。 20.1.2 无弹性元件的挠性联轴器 常用的无弹性元件的挠性联轴器有：十字滑块联轴器、万向联轴器和齿式联轴器等。 1）十字滑块联轴器 如图20-4所示，由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3和一个两端面均带有凸榫的中间盘2组成，中间盘两端面的凸榫位于互相垂直的两个直径方向上，并在安装时分别嵌入1、3的凹槽中。因为凸榫可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移和偏斜。 2）万向联轴器 如图20-5（a）所示，万向联轴器是由分别装在两轴端 的叉形接头1、2以及与叉头相连的十字形中间连接件3组成。这种联轴器允许两轴间有较大的夹角α（最大可达35°～45°），且机器工作时即使夹角发生改变仍可正常传动， 但α过大会使传动效率显著降低。 3）齿式联轴器 齿式联轴器利用内外齿啮合以实现两半联轴器的联接，如图20-6所示。它由两个带外齿的半联轴器1和两个带内齿的凸缘2组成，两半联轴器与两轴用键联接。两凸缘用螺栓4联接，通过内外齿的啮合传递转矩和运动。 20.1.3 弹性联轴器 1）联轴器类型的选择 联轴器的类型，应根据使用要求和工作条件来确定。 2）联轴器型号的选择 求得计算转矩后，根据轴端直径、转速等参数，查设计手册，选取型号。选择时，应使联轴器的计算转矩和转速分别小于其许用最大转矩和许用最高转速。即： 表20-1联轴器的工作情况系数 【例20—1】某一螺旋输送机，通过电动机与减速器的连接传递运动和动力。已知：电动机功率P =5.5Kw,转速n =960r/min。电 动机外伸轴直径d1 =38mm。轴端长度 L1 =80mm，减速器高速轴端直径d2=32mm，轴端长度 L2=58mm。试选择减速器与电动机之间的联轴器。 【解】（1）类型选择：为了减小冲击与振动及安全方便，选择弹性套柱销联轴器。 （2）计算载荷：由式（20—1）可知，减速器高速轴的名义转矩为： 根据计算转矩和两轴转速，查手册可选取TL5型弹性套柱销联轴器，但由手册可知，TL5型无 的孔， 重新选取TL6型轴孔直径 和 。 §20.2 离合器 用离合器连接的两轴可在机器运转过程中随时进行接合或分离，以满足机械变速、换向、空载、启动等要求。离合器按其工作原理可分为牙嵌式、摩擦式和电磁式三类；按控制方式可分为操纵式和自动式两类。操纵式离合器需要借助于人力或动力（如液压、气压、电磁等）进行操纵；自动式离合器不需要外来操纵，可在一定条件下实现自动分离和接合。 20.2.1