频繁的高速轴。
适用范围：-12˚≤t≤60˚，
设计：潘存云
v≤8000 r/min
能补偿较大的轴向位移，并
允许微量的径向位移和角位
移。
销与挡板之 c
c
间留有间隙
§17-5 牙嵌式离合器
结构：由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。 工作原理：
利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。
固定套筒
α
设计：潘存云
单万向联轴器
设计：潘存云
结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链
与中间的“十字形”构件相联，“十字形”构件的中
心位于两轴交点处轴，间角为 ：
α=0~45˚
α
运动分析：
两轴平均传动比为1，但
设计：潘存云
瞬时传动比是动态变化的。
在图示位置I, 以轴1为参考 系，对A点有 ：
vA1 = rω1 以轴2为参考系，对A点有
专升本机械设计基础第17章联 轴离合制动器分解
§17-1 联轴器、离合器的类型和应用
作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋
转，并传递扭矩。
工作特点：联轴器用于刚性静态联接；而离合器则用
于两轴之间的动态联接。
分类：
固定式联轴器
刚性联轴器 联轴器
移动式联轴器
弹性联轴器
牙嵌式离合器
摩擦式离合器 离合器 电磁离合器
自动离合器
应用实例：手腕驱动机构、汽车后桥驱动、车辆启停等。
联轴器、离合器大都已经标准化了，可直接选用。 工作条件=>选类型
转矩 转速
=>确定型号与规格
轴径
T为名义转矩；
计算转矩： Tc=KAT KA为工作情况系数；
表17-1 工作情况系数KA
工作机
原动机为电动机时
发电机、小型通风机、小型离心机
1.3
通过杠杆作用，压紧
或放松磨擦片，来实
现两轴的结合与分离。
摩擦片材料：淬火钢片、压制石棉片。 摩擦片数量z↑→传递扭矩T ↑
但z过大将使各层间压力不均匀，一般取: z=12~15
摩擦扭矩: 表面压强:
Tmax= z Fa f Rf
=
z
Fa
f
(D1 4
+D2)≥
KA
T
p=
4 Fa π(D1 +D2)
≤[p]
：ω1
vA2 = r’ω’2 = r cosαω’ 2 显然有 ： vA1 = vA2
r’ A
αr B α 设计：潘存云
A
ω'2
代入得： ω1 =cosαω’2
ω’2 〉ω1
ω1
在图示位置II, 以轴2为参考 系，对B点有 ：
vB2 = rω”2
r Bα A α 设计：潘存云
B
以轴1为参考系，对B点有 ：
②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等；
③中间轴两端的叉面应在同一平面内。
α1
C
设计：潘存云
2α
α1
C
设计：潘存云
2α
3. 小型双万向联轴器 结构如图所示，通常采用合金钢制造。
A
α
α
设计：潘存云
α
A
模型演示
设计：潘存云
A--A
§17-4 弹性联轴器
一、弹性套柱销联轴器
结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套 的柱销联接两个半联轴器。
2˚~8˚ 2˚~8˚
承载能力：取决于齿根的弯曲强度:
σb=
hKAT zWD0
≤ [σb]
p
=
2KAT z度；z为牙齿数；
a h
W-齿根弯曲截面系数；D0-牙平均直径；a-牙的宽度。 特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。
材料： 低碳合金钢：20Cr 、 20MnB。 渗碳淬火后牙面硬度：56~62 HRC;
1.在任何转速条件下两轴都
设计：潘存云
可以进行结合；
2.过载时打滑，起保护作用； 3.结合平稳、冲击和振动小。
1 22
缺点：结合过程中不可避免出现打滑，
引起磨损和发热；
二、多片式圆盘摩擦离合器
结构特点：
主动摩擦片 被动摩擦片 调整螺母 杠杆 滑环
多个摩擦片叠加在一起；
工作原理：移动滑环，
设计：潘存云
圆柱孔
设计：潘存云
设计：潘存云
圆锥孔
预留间隙以补偿 轴向位移。
c
A
预留安装空间以便与更换橡胶套
二、弹性柱销联轴器
结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔
中。 结构简单、更换柱销方便。 两种柱销
特点：上述两种联轴器的动力通过弹性 元件传递，缓和冲击、吸收振动。
应用：适用于正反向变化多，启动
尼龙销 挡板
D1
D2
表17-2 常用摩擦片材料的 f 和 [p]
摩擦片材料
f
有润滑剂 无润滑剂
铸铁—铸铁或钢
0.05~0.06 0.15~ 0.2
淬火钢—淬火钢 青铜—钢或铸铁
0.05~0.06 0.18 0.08 0.17~ 0.18
压制石棉—钢或铸铁 0.12 0.3~ 0.5
圆盘摩擦离合器 [p]/ MPa
中碳合金钢：40Cr 、 45MnB。 表面淬火后牙面硬度：48~58 HRC;
§17-6 摩擦离合器
一、单片式圆盘摩擦离合器 结构：由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。 工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠 摩擦力带动从动轴转动。
摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf
优点：
Rf
33
Fa
活动套筒 滑环
设计：潘存云
对中环
牙型
三角形 梯形 锯齿形
----传递中小转矩、牙数为16~60 ----传递较大转矩、牙数为3~15
梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。 锯齿形只能单向工作。反转时具有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。
制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。
30˚~40˚
60˚
透平压缩机、木工机械、输送机
1.5
搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机
1.7
织布机、水泥搅拌机、拖拉机
1.9
挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械
2.3
三、万向联轴器 作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在 传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、 有夹角 应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。
vB1 = r”ω1 = ω1 r cosα 同样有 ： vB1 = vB2
代入得：ω’’2=ω1 cosα
=>ω”2 <ω1
其它位置： ω1cos α ≤ ω2 ≤
ω1 cosα
r”
ω"2
2.双万向铰链机构 为了消除从动轴变速转动的缺点，常 将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。
安装要求： ①主动、从动、中间三轴共面；
0.25~0.30 0.6~0.8 0.4~0.5 0.20~0.30
对于频繁启动的离合器，可将表中[p]降低15~30%。
干式磨擦离合器 →反应敏捷，但摩擦片易磨损。 类型 油式磨擦离合器 →磨损轻微、寿命长、并能
在繁重的条件下运转。
三、圆锥式摩擦离合器