第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 第十五章联轴器和离合器 1.教学目标 1.了解常用联轴器的类型和特点、选择和标记方法 2.了解常用离合器的类型和特点; 2.教学重点和难点 【重点】联轴器的类型和特点; 【难点】联轴器的选择 3.讲授方法:多媒体和演示柜教学 正文 §15.1概述 联轴器、离合器是机械中常用的部件,如图所示的就有联轴器和离合器的使用。显然可以知 道,在机器中使用联轴器和离合器的目的就是为了实现两轴 离合器 的联接,以便于共同回转并传递动力。其中,用联轴器联接 的两轴,须在机器停止运转后才能拆卸分离;而离合器联接 的两轴,则在机器运转过程中即可随时结合和分力,从而达 制动器 电动机联轴器减速器 到操纵机器传动系统的断续,以便进行变速和换向等。 联轴器和离合器的类型很多,其中有些已经标准化。在选择时可根据工作要求,选定合适的 类型,再按被联接轴的直径、转距和转速从有关手册中查取适用的型号和尺寸,必要时再作进一 步的验算。 由于联轴器和离合器的种类繁多,本章进对少数典型结构及其有关知识作些介绍,以便为选
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 271 第十五章 联轴器和离合器 1．教学目标 1．了解常用联轴器的类型和特点、选择和标记方法； 2．了解常用离合器的类型和特点； 2．教学重点和难点 【重点】 联轴器的类型和特点； 【难点】 联轴器的选择 3．讲授方法：多媒体和演示柜教学 正 文 §15.1 概述 联轴器、离合器是机械中常用的部件，如图所示的就有联轴器和离合器的使用。显然可以知 道，在机器中使用联轴器和离合器的目的就是为了实现两轴 的联接，以便于共同回转并传递动力。其中，用联轴器联接 的两轴，须在机器停止运转后才能拆卸分离；而离合器联接 的两轴，则在机器运转过程中即可随时结合和分力，从而达 到操纵机器传动系统的断续，以便进行变速和换向等。 联轴器和离合器的类型很多，其中有些已经标准化。在选择时可根据工作要求，选定合适的 类型，再按被联接轴的直径、转距和转速从有关手册中查取适用的型号和尺寸，必要时再作进一 步的验算。 由于联轴器和离合器的种类繁多，本章进对少数典型结构及其有关知识作些介绍，以便为选 图 15－1
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 用和自行创新设计提供必要的基础。 §132联轴器的种类和特性 联轴器历联接的两抽由于制造及安误差、日日 )轴向位移x 承载后的变形以及温度变化的影响等等,往往不 b)径向位移y 能保证严格的对中,而是存在着某种程度的相对 位移,如图所示。这就要求所设计的联轴器,要 d)综合位移xy、a 从结构上采取各种措施,使之具有适应一定范围的相对位移的性能。 根据联轴器有无弹性元件,可以将联轴器分为两大类,即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联 轴器又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类,固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格 图15-2 对中。而可移动式联轴器允许两轴有一定的安装误差,对两轴的位移有一定的补偿能力。弹性联 轴器视其所具有弹性元件材料的不同,又可以分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两类。弹性联 轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的位移,还具有缓冲减振的作用。 刚性固定式联轴器 刚性固定式联轴器具有结构简单、成本低的优点。但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿 能力,故对两轴对中性要求很高。如果两轴线发生相对位移时,就会在轴、联轴器和轴承上引起 附加的载荷,使工作情况恶化。所以常用于无冲击、轴的对中性好的场合。这类联轴器常见的有 套筒式、凸缘式以及夹壳式等。我们主要介绍套筒式和凸缘式。 1、套筒式联轴器 这是一类最简单的联轴器,如图所示。这种联 轴器是一个圆柱型套筒,用两个圆锥销键或螺钉与 轴相联接并传递扭矩。此种联轴器没有标准,需要 D=(1.5-2)d;L=(2.8~4)d
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 272 用和自行创新设计提供必要的基础。 §13.2 联轴器的种类和特性 联轴器所联接的两轴，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，如图所示。这就要求所设计的联轴器，要 从结构上采取各种措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。 根据联轴器有无弹性元件，可以将联轴器分为两大类，即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联 轴器又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类，固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格 对中。而可移动式联轴器允许两轴有一定的安装误差，对两轴的位移有一定的补偿能力。弹性联 轴器视其所具有弹性元件材料的不同，又可以分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两类。弹性联 轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还具有缓冲减振的作用。 一、刚性固定式联轴器 刚性固定式联轴器具有结构简单、成本低的优点。但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿 能力，故对两轴对中性要求很高。如果两轴线发生相对位移时，就会在轴、联轴器和轴承上引起 附加的载荷，使工作情况恶化。所以常用于无冲击、轴的对中性好的场合。这类联轴器常见的有 套筒式、凸缘式以及夹壳式等。我们主要介绍套筒式和凸缘式。 1、套筒式联轴器 这是一类最简单的联轴器，如图所示。这种联 轴器是一个圆柱型套筒，用两个圆锥销键或螺钉与 轴相联接并传递扭矩。此种联轴器没有标准，需要 图 15－2
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 自行设计,例如机床上就经常采用这种联轴器。 图15-3 2、凸缘式联轴器 刚性联轴器种使用最多的就是凸缘式联轴 器。它由两个带凸缘的半联轴器组成,两个半联 轴器通过键分别与两轴相联接,并用螺栓将两个团 半联轴器联成一体,如图所示。 按对中方式分为I型和Ⅱ型:I型用肩和凹槽(D)对中,图15一4全联接,工作时靠 两半联轴器接触面间的摩擦力传递转矩,装拆时需要作轴向移动。Ⅱ型用铰制孔螺栓对中,螺栓 与孔为略有过盈的紧配合,工作时靠螺栓受剪与挤压来传递转矩。装拆时不需要作轴向移动,但 要配铰螺栓孔 对于受中等载荷,圆周速度小于35m/s时,凸缘联轴器的材料可以使用HT200等灰铸铁。 重载或圆周速度大于30m/s时可以采用35、45铸钢或锻钢。 凸缘式联轴器结构简单、价格低廉,使用方便,能传递较大的转距,但要求被联接的两轴必 须安装准确,亚哥对中。它适用于工作平稳、刚性好和速度较低的场合。凸缘联轴器的尺寸可以 按照标准GB5843-86选用 刚性可移式联轴器 1、十字滑块联轴器 十字滑块联轴器是由两个端面带槽的套筒1、3和两侧面各 具有凸块的浮动盘组成,如图所示。浮动盘两侧的凸块相互垂直 分别嵌裝在两个套筒的凹槽中。浮动盘的凸块可在套筒的凹槽中 滑动,故允许一定的径向位移(即偏心距)y≤0.04d,和角位移 273
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 273 自行设计，例如机床上就经常采用这种联轴器。 2、凸缘式联轴器 刚性联轴器种使用最多的就是凸缘式联轴 器。它由两个带凸缘的半联轴器组成，两个半联 轴器通过键分别与两轴相联接，并用螺栓将两个 半联轴器联成一体，如图所示。 按对中方式分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型用凸肩和凹槽（D1）对中，并用普通螺栓联接，工作时靠 两半联轴器接触面间的摩擦力传递转矩，装拆时需要作轴向移动。Ⅱ型用铰制孔螺栓对中，螺栓 与孔为略有过盈的紧配合，工作时靠螺栓受剪与挤压来传递转矩。装拆时不需要作轴向移动，但 要配铰螺栓孔。 对于受中等载荷，圆周速度小于 35m/s 时，凸缘联轴器的材料可以使用 HT200 等灰铸铁。 重载或圆周速度大于 30m/s 时可以采用 35、45 铸钢或锻钢。 凸缘式联轴器结构简单、价格低廉，使用方便，能传递较大的转距，但要求被联接的两轴必 须安装准确，亚哥对中。它适用于工作平稳、刚性好和速度较低的场合。凸缘联轴器的尺寸可以 按照标准 GB5843-86 选用。 二、刚性可移式联轴器 1、十字滑块联轴器 十字滑块联轴器是由两个端面带槽的套筒 1、3 和两侧面各 具有凸块的浮动盘组成，如图所示。浮动盘两侧的凸块相互垂直， 分别嵌装在两个套筒的凹槽中。浮动盘的凸块可在套筒的凹槽中 滑动，故允许一定的径向位移（即偏心距）y≤0.04d，和角位移 α≤0.5º 。 图 15－3 图 15－4 图 15－5
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 这种联轴器零件的材料可用45号钢,工作表面须经热处理以提高其硬度;要求较低时也可 以用Q275钢,不进行热处理。为了减少摩擦及磨损,使用时应中间盘的油孔注油进行润滑。 因为半联轴器与中间盘组成移动副,不能发生相对转动,故主动轴与从动轴的角加速度应该 相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时,中间盘会产生很大的离心力,从而增大动载荷及 磨损。因此选用时应该注意其工作速度不得大于规定值 这种联轴器一般用于转速n<250r/min,轴的刚度较大,且无剧烈冲击。 效率η=1-(3~5)yd,这里f为摩擦系数,一般取为012~0.25;y为两轴间径向位移量, 单位mm;d为轴径,单位mm。 2、滑块联轴器 滑块式联轴器与十字块联轴器 相似,只是两边半联轴器上的沟槽 很宽,并把原来的中间盘改为粮棉 图15-6 不带凸牙的方形滑块,且通常用夹布胶木制成。由于中间滑块的质量减小,又有弹性,故具有较 高的极限转速。中间滑块也可以用尼龙6制成,并在装配时加入少量的石墨或〓硫化钼,以便在 使用时可以自行润滑 这种联轴器结构简单、尺寸紧凑,适用于小功率、中等转速且无剧烈冲击的场合。使用时可 以按照JB/Q4384-86选用。 3、万向联轴器 万向联轴器又称万向铰链机构,用以传递两轴间夹角可 以变化的、两相交轴之间的运动。这种机构广泛地应用于汽 图13-1
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 274 这种联轴器零件的材料可用 45 号钢，工作表面须经热处理以提高其硬度；要求较低时也可 以用 Q275 钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应中间盘的油孔注油进行润滑。 因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动，故主动轴与从动轴的角加速度应该 相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘会产生很大的离心力，从而增大动载荷及 磨损。因此选用时应该注意其工作速度不得大于规定值。 这种联轴器一般用于转速 n < 250r/min，轴的刚度较大，且无剧烈冲击。 效率 η＝1－（3～5）y/d，这里 f 为摩擦系数，一般取为 0.12～0.25；y 为两轴间径向位移量， 单位 mm；d 为轴径，单位 mm。 2、滑块联轴器 滑块式联轴器与十字块联轴器 相似，只是两边半联轴器上的沟槽 很宽，并把原来的中间盘改为粮棉 不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木制成。由于中间滑块的质量减小，又有弹性，故具有较 高的极限转速。中间滑块也可以用尼龙 6 制成，并在装配时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在 使用时可以自行润滑。 这种联轴器结构简单、尺寸紧凑，适用于小功率、中等转速且无剧烈冲击的场合。使用时可 以按照 JB/ZQ4384-86 选用。 3、万向联轴器 万向联轴器又称万向铰链机构，用以传递两轴间夹角可 以变化的、两相交轴之间的运动。这种机构广泛地应用于汽 图 13-1 图 15－6
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 车、机床、轧钢等机械设备中。 图15-7所示即为万向铰链机构的结构示意图 轴Ⅰ、Ⅱ的末端各有一叉,分别用转动副A-A及B-B与一个“十字形”构件相连。所有转 图15-7 动副的回转中心(轴线)交于一点O,两轴间的夹角为a。 我们可以看出当轴Ⅰ旋转一周时,轴Ⅱ显然也将随之转一周,即两轴的平均传动比为1。 但是,两轴的瞬时传动比却不恒为1,而是作周期性变化的。万向铰链的这种特性称作瞬时 传动比的不均匀性。 下面我们就来证明这一特性。 如图13-2(a)中,主动轴I的叉面与图纸平行时,这时从动轴正的叉面显然与图纸平面垂直。 轴I、Ⅱ的角速度矢量有如下关系 图15-8 n=01+n (根据理论力学中的角速度矢量分析法) 式中 ω1为轴Ⅰ的角速度矢量,沿轴线I,方向由右手定则确定,向右 n为轴Ⅱ的角速度矢量,沿轴线Ⅱ;Om为轴Ⅱ相对于轴I的相对角速度矢量。 由于轴相对于轴I只能绕AA及BB两轴相对转动,故在一般位置时,Om可以分解为沿 轴AA及BB的两个分量om与omB在图(a)所示的瞬间,由于O1、On、Omu均在图纸 275
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 275 车、机床、轧钢等机械设备中。 图 15-7 所示即为万向铰链机构的结构示意图。 轴Ⅰ、Ⅱ的末端各有一叉，分别用转动副 A-A 及 B-B 与一个“十字形”构件相连。所有转 动副的回转中心（轴线）交于一点 O，两轴间的夹角为 。 我们可以看出当轴Ⅰ旋转一周时，轴Ⅱ显然也将随之转一周，即两轴的平均传动比为 1。 但是，两轴的瞬时传动比却不恒为 1，而是作周期性变化的。万向铰链的这种特性称作瞬时 传动比的不均匀性。 下面我们就来证明这一特性。 如图 13-2(a)中，主动轴Ⅰ的叉面与图纸平行时，这时从动轴Ⅱ的叉面显然与图纸平面垂直。 轴Ⅰ、Ⅱ的角速度矢量有如下关系： • • • = + （根据理论力学中的角速度矢量分析法） 式中： • 为轴Ⅰ的角速度矢量，沿轴线Ⅰ，方向由右手定则确定，向右。 • 为轴Ⅱ的角速度矢量，沿轴线Ⅱ； • 为轴Ⅱ相对于轴Ⅰ的相对角速度矢量。 由于轴Ⅱ相对于轴Ⅰ只能绕 AA 及 BB 两轴相对转动，故在一般位置时， • 可以分解为沿 轴 AA 及 BB 的两个分量 • A 与 • B 。在图 (a)所示的瞬间，由于 • 、 • 、 • A 均在图纸 图 15-8 图 15－7
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 平面内,仅有OnB垂直图纸平面,故知:|me|=0 而on=om于是根据式mn=O+Om可以作出角速度矢量图妯图(c所示由图可得 当两轴转过90°处于姻图13-2(b所示位置时这时主动轴I的叉面与图纸平面垂直而从动 轴Ⅱ的叉面与图纸平面平行设主动轴的角速度仍为a1而从动轴Ⅱ的角速度为On测则 On=@1 tOn 同样分析方法,此时on=0,而Om=OB。作出其矢量图妯图d所示,可得 On =O cosa 当两轴再转过90°又恢复到(a)位置。可见,从动轴的瞬时角速度是周期性变化的,其变化 范围为 O1cOsa≤mn≤ Or 变化的幅度与两轴间的夹角α有关。当α越大,其变化的范围也越广(宽)所以,为使从 动轴速度波动的幅度不致过大,通常工程上限制两轴间的夹角α在30°以内,即:α≤30°。 为了完全消除上述万向铰链机构中从动轴变速传动的缺点,我们常将两个万向铰链机构成对 串联使用,如图15-9所示。这种机构我们称作双万向铰链机构。 为了使该机构 能获得恒定的传动 比机构要满足如下 图15-9 三个条件 (1)主动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。 (2)主动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等:a1=a2。 276
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 276 平面内，仅有 • B 垂直于图纸平面，故知：| • B |=0。 而 • = • A ，于是根据式 • • • = + 可以作出角速度矢量图如图 (c)所示。由图可得： cos = 当两轴转过 90 处于如图 13-2(b)所示位置时,这时主动轴Ⅰ的叉面与图纸平面垂直,而从动 轴Ⅱ的叉面与图纸平面平行.设主动轴的角速度仍为 • ,而从动轴Ⅱ的角速度为 • ' ,则: • ' = • + • 同样分析方法，此时 • =0，而 • = • B 。作出其矢量图如图 (d)所示，可得： cos ' = 当两轴再转过 90 ,又恢复到 (a)位置。可见，从动轴的瞬时角速度是周期性变化的，其变化 范围为： cos cos 变化的幅度与两轴间的夹角 有关。当 越大，其变化的范围也越广（宽）。所以，为使从 动轴速度波动的幅度不致过大，通常工程上限制两轴间的夹角 在 30 以内，即： 30 。 为了完全消除上述万向铰链机构中从动轴变速传动的缺点，我们常将两个万向铰链机构成对 串联使用，如图 15-9 所示。这种机构我们称作双万向铰链机构。 为了使该机构 能获得恒定的传动 比，机构要满足如下 三个条件： （1）主动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。 （2）主动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等： 1 =2 。 图 15-9
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) (3)中间轴两端的叉面应位于同一平面内。 这样,传动比i12与2将始终互为倒数,故:13=1223=1 如图所示为WS型十字轴万向联轴器 的典型结构,它已经标准化,设计时可按 JB/T5901-91选用。 wS型十字轴万向联轴器结构图 图15-10 4、齿式联轴器 齿式联轴器如图所示,是由两 个带外齿环的套筒I和两个带内齿 环的套筒Ⅱ所组成,其标准为 JB/16514-91 内外齿环的轮齿数、模数相同, 齿廓都是压力角为20的渐开线。套筒Ⅰ分别装在被联接的两轴图15-11关成一体的套筒Ⅱ通 过齿环与套筒I啮合。为能补偿两轴的相对位移,将外齿环的轮齿做成鼓形齿,齿顶做成中心线 在轴线上的球面(图b所示),齿顶和齿侧留有较大的间隙。齿式联轴器允许两轴有较大的综合 位移。当两轴有位移时,联轴器齿面间因相对滑动产生磨损。为减少磨损,联轴器内注有滑剂 联轴器上的螺塞、密封圈封住注油孔和防止润滑剂外泄的作用。 式联轴器同时啮合的齿数多,承载能力大,外廓尺寸较紧凑,可靠性高,但结构复杂,制 造成本高,通常在高速重载的重型机械中使用 三、弹性可移式联轴器 在弹性联轴器中,由于安装有弹性元 」型轴孔 件,它不仅可以补偿两轴间的相对位移,P∠
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 277 （3）中间轴两端的叉面应位于同一平面内。 这样，传动比 12 i 与 23 i 将始终互为倒数，故： i 13 = i 12 i 23 =1。 如图所示为WS型十字轴万向联轴器 的典型结构，它已经标准化，设计时可按 JB/T5901-91 选用。 4、齿式联轴器 齿式联轴器如图所示，是由两 个带外齿环的套筒Ⅰ和两个带内齿 环的套筒 Ⅱ 所 组 成， 其 标 准 为 JB/T6514-91。 内外齿环的轮齿数、模数相同， 齿廓都是压力角为 20º的渐开线。套筒Ⅰ分别装在被联接的两轴端，由螺栓联成一体的套筒Ⅱ通 过齿环与套筒Ⅰ啮合。为能补偿两轴的相对位移，将外齿环的轮齿做成鼓形齿，齿顶做成中心线 在轴线上的球面（图 b 所示），齿顶和齿侧留有较大的间隙。齿式联轴器允许两轴有较大的综合 位移。当两轴有位移时，联轴器齿面间因相对滑动产生磨损。为减少磨损，联轴器内注有润滑剂。 联轴器上的螺塞、密封圈封住注油孔和防止润滑剂外泄的作用。 齿式联轴器同时啮合的齿数多，承载能力大，外廓尺寸较紧凑，可靠性高，但结构复杂，制 造成本高，通常在高速重载的重型机械中使用。 三、弹性可移式联轴器 在弹性联轴器中，由于安装有弹性元 件，它不仅可以补偿两轴间的相对位移， 图 15-10 图 15-11
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 而且有缓冲和吸振的能力。故此,适用于频繁启动、经常正反转、变载荷及高速运转的场合。制 造弹性元件的材料有金属和非金属两种。非金属材料有橡胶、尼龙和塑料等。其特点为重量轻、 价格便宜,有良好的弹性滞后性能,因而减振能力强,但橡胶寿命较短。金属材料制造的弹性元 件,主要是各种弹簧,其强度高、尺寸小、寿命长,主要用于大功率。这些联轴器可参考有关设 计手册选用 下面仅介绍几种已经标准化的非金属弹性元件联轴器 1、弹性套柱销联轴器 弹性套柱销联轴器(GB4323-84)的结构与凸缘式联轴器很近似,不同的是用装有弹性套的 柱销代替联接螺栓(如图所示↓弹性套的变形可以补伫脔艹,向位移和角位移,并且有缓 冲和吸振作用。半联轴器的材料可用HT200,有时也用35钢或zG270-500;柱销材料多用 35钢。 这种联轴器结构简单、容易制造、装拆方便、成本较低,但弹性套容易磨损、寿命较短。适 用于经常正反转、启动频繁、载荷平稳的高速运动中。如 弹性柱 挡环 电动机与减速器(或其它装置)之间就常使用这类联轴器。半联轴器 半联轴器 2、弹性柱销联轴器 弹性柱联轴器(G045若个弹性术 销将两个半联轴器联接而成(如图所示)为了防止柱销 滑出,两侧用挡环封闭。弹性柱销一般用尼龙6制造。为 了增加补偿量,常将柱销的一端制成鼓形 这种联轴器结构简单,两半联轴器可以互换,加工容易,维修方便,图15-13弹性不如橡 胶,但强度高、耐磨性好。当两轴相对位移不大时,这种联轴器的性能比弹性套柱销联轴器还要 好些,特别是寿命长,结构尺寸紧凑,适用于轴向串动较大、冲击不大,经常正反转的中、低速 278
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 278 而且有缓冲和吸振的能力。故此，适用于频繁启动、经常正反转、变载荷及高速运转的场合。制 造弹性元件的材料有金属和非金属两种。非金属材料有橡胶、尼龙和塑料等。其特点为重量轻、 价格便宜，有良好的弹性滞后性能，因而减振能力强，但橡胶寿命较短。金属材料制造的弹性元 件，主要是各种弹簧，其强度高、尺寸小、寿命长，主要用于大功率。这些联轴器可参考有关设 计手册选用。 下面仅介绍几种已经标准化的非金属弹性元件联轴器。 1、弹性套柱销联轴器 弹性套柱销联轴器（GB4323-84）的结构与凸缘式联轴器很近似，不同的是用装有弹性套的 柱销代替联接螺栓（如图所示）。弹性套的变形可以补偿两轴线的径向位移和角位移，并且有缓 冲和吸振作用。半联轴器的材料可用 HT200，有时也用 35 钢或 ZG270－500；柱销材料多用 35 钢。 这种联轴器结构简单、容易制造、装拆方便、成本较低，但弹性套容易磨损、寿命较短。适 用于经常正反转、启动频繁、载荷平稳的高速运动中。如 电动机与减速器（或其它装置）之间就常使用这类联轴器。 2、弹性柱销联轴器 弹性柱销联轴器（GB5014-85）是用若干个弹性柱 销将两个半联轴器联接而成（如图所示）。为了防止柱销 滑出，两侧用挡环封闭。弹性柱销一般用尼龙 6 制造。为 了增加补偿量，常将柱销的一端制成鼓形。 这种联轴器结构简单，两半联轴器可以互换，加工容易，维修方便，尼龙柱销的弹性不如橡 胶，但强度高、耐磨性好。当两轴相对位移不大时，这种联轴器的性能比弹性套柱销联轴器还要 好些，特别是寿命长，结构尺寸紧凑，适用于轴向串动较大、冲击不大，经常正反转的中、低速 图 15-12 图 15-13
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 以及较大转矩的传动轴系 由于尼龙柱销对温度比较敏感,故使用温度限制在-20%~70°C的范围内。 3、梅花形弹单性联轴器 这种联轴器如图所示。其半联轴器 与轴的配合孔可做成圆柱形或圆锥形。 装配联轴器时,将梅花形弹性元件的花 15-14 瓣部分夹紧在两半联轴器端面的凸齿交错插进所形成的齿侧空间,以便在联轴器工作时起到缓冲 减振的作用。弹性元件可根据使用要求选用不同硬度的聚氨酯橡胶、铸型尼龙等材料制造。工作 范围为-35°C~80°C,短时工作温度可达100°C,传递 的公称转矩范围为16~25000Nm 轮胎环 半联轴器 半联轴器 4、轮胎式联轴器 轮胎式联轴器(GB5844-86)如图所示。用橡胶或 橡胶织物制成轮胎状的弹性元件,用螺栓与两半联轴器 联接而成。轮胎环中的橡胶织物元件与低碳钢制成的骨架硫化粘结在-υ冖'焊有螺母裝 配时用螺栓与两半联轴器的凸缘联接,依靠拧紧螺栓在轮胎环与凸缘端面之间产生的摩擦力来传 递转矩。它的特点是弹性强、补偿位移能力大,有良好的阻尼和减振能力,绝缘性能好,运转时 没有噪声,而且结构简单、不需要润滑,装拆和维护方便。其缺点是承载能力小,外形尺寸较大, 当转矩较大时会因为过大的扭转变形二产生附加轴向载荷 5、膜片联轴器 膜片式联轴器的典型结构如图所示其弹性元件为一定数 量的很薄的多边形(或椭圆形)金属膜片叠合而成的膜片组, 膜片上有沿囻周方向均布的若干个螺栓孔用铰制孔用螺栓交 J、6-半联轴器;2一衬套;一垫酬; 4一中间轴;5—膜片组
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 279 以及较大转矩的传动轴系。 由于尼龙柱销对温度比较敏感，故使用温度限制在－20ºC～70ºC 的范围内。 3、梅花形弹性联轴器 这种联轴器如图所示。其半联轴器 与轴的配合孔可做成圆柱形或圆锥形。 装配联轴器时，将梅花形弹性元件的花 瓣部分夹紧在两半联轴器端面的凸齿交错插进所形成的齿侧空间，以便在联轴器工作时起到缓冲 减振的作用。弹性元件可根据使用要求选用不同硬度的聚氨酯橡胶、铸型尼龙等材料制造。工作 范围为－35ºC～80ºC，短时工作温度可达 100ºC，传递 的公称转矩范围为 16～25000Nm。 4、轮胎式联轴器 轮胎式联轴器（GB5844-86）如图所示。用橡胶或 橡胶织物制成轮胎状的弹性元件，用螺栓与两半联轴器 联接而成。轮胎环中的橡胶织物元件与低碳钢制成的骨架硫化粘结在一起，骨架上焊有螺母，装 配时用螺栓与两半联轴器的凸缘联接，依靠拧紧螺栓在轮胎环与凸缘端面之间产生的摩擦力来传 递转矩。它的特点是弹性强、补偿位移能力大，有良好的阻尼和减振能力，绝缘性能好，运转时 没有噪声，而且结构简单、不需要润滑，装拆和维护方便。其缺点是承载能力小，外形尺寸较大， 当转矩较大时会因为过大的扭转变形二产生附加轴向载荷。 5、膜片联轴器 膜片式联轴器的典型结构如图所示，其弹性元件为一定数 量的很薄的多边形（或椭圆形）金属膜片叠合而成的膜片组， 膜片上有沿圆周方向均布的若干个螺栓孔，用铰制孔用螺栓交 图 15-14 图 15-15 图 15-16
第十五章联轴器和离合器 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 错间隔与半联轴器相联接。这样弹性元件上的弧段分别为交错受压缩和受拉伸的两部分。拉伸部 分传递转矩,压缩部分趋于皱褶。当缩联接的两铀存在轴向、径向和角位移时,金属膜片便产生 波状变形。 当然,还有其它多种联轴器,我们在需要时可以查阅有关手册根据需要选定,我们在此就不 作进一步讲解了。 §133联轴器的选择 绝大多数联轴器都已经能够标唯准化或规格化,一般设计这的任务就是根据实际合理的选用 而不是设计。选择的基本步骤可按以下进行。 选择联轴器的类型 根据传递的转矩的大小、轴转速的高低,被联接两部件的安装精度,参考各种类型联轴器的 特性,选择一种合用的联轴器。具体如下 1)所需传递的转矩的大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如,对大功率的重载传动 可选用齿式联轴器;对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动,可选用轮胎式联轴器等具 有较高弹性的联轴器。 2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对高转速传动轴,应选用平衡精度高的 联轴器,如膜片联轴器等,而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。 )两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后,难以保持两轴严格精确对中,或者工作过 程中两轴将产生较大的附加相对位移时,应选用有补偿作用的联轴器。例如当径向位移较大时, 可选用滑块联轴器,角位移较大时或相交两轴的联接可用万向联轴器等。 4)联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的布需要润滑的联轴器比较可靠;需 要润滑的联轴器,其性能易受润滑完善程度的影响,且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的 联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感,而且容易老化。 280
第十五章 联轴器和离合器 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 280 错间隔与半联轴器相联接。这样弹性元件上的弧段分别为交错受压缩和受拉伸的两部分。拉伸部 分传递转矩，压缩部分趋于皱褶。当缩联接的两轴存在轴向、径向和角位移时，金属膜片便产生 波状变形。 当然，还有其它多种联轴器，我们在需要时可以查阅有关手册根据需要选定，我们在此就不 作进一步讲解了。 §13.3 联轴器的选择 绝大多数联轴器都已经能够标准化或规格化，一般设计这的任务就是根据实际合理的选用， 而不是设计。选择的基本步骤可按以下进行。 一、选择联轴器的类型 根据传递的转矩的大小、轴转速的高低，被联接两部件的安装精度，参考各种类型联轴器的 特性，选择一种合用的联轴器。具体如下： 1）所需传递的转矩的大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如，对大功率的重载传动， 可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等具 有较高弹性的联轴器。 2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高转速传动轴，应选用平衡精度高的 联轴器，如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。 3）两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中，或者工作过 程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用有补偿作用的联轴器。例如当径向位移较大时， 可选用滑块联轴器，角位移较大时或相交两轴的联接可用万向联轴器等。 4）联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的布需要润滑的联轴器比较可靠；需 要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的 联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而且容易老化
