第十三章 联轴器和离合器
? 根据工作特性，可分为四类,
?1）联轴器
? 用来把两轴联接在一起，以传递运动与转矩，机器
停止运转后才能接合或分离的一种装置。
?2）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系统的断续，以便进行
变速及换向等。
§ 13.1 概述
?3）安全联轴器和安全离合器
? 机器工作时，如果转矩超过规定值，
这种联轴器及离合器即可自行断开或
打滑，以保证机器中的主要零件不致
因过载而损坏。
?4）特殊功用的联轴器及离合器
用于某些有特殊要求的场合，例如在
一定的回转方向或达到一定的转速时，
联轴器或离合器即可自动接合或分离
等。
§ 13.2 联轴器的种类和特性
13.2,1 联轴器的种类和特性
刚性联轴器
(无补偿能力 ）
联轴器的种类和特性
挠性联轴器
(有补偿能力 ）
无弹性元件
有弹性元件
种
类
（一）刚性联轴器
联轴器的种类和特性
凸缘式联轴器
套筒式联轴器
夹壳式联轴器
特点,1）无补偿相对位移的能力，
两轴对中性要求高； 2）构造简单，
成本低，可传递较大扭矩。
（二）挠性联轴器
联轴器的种类和特性
1、无弹性元件的挠性联轴器
十字滑块联轴器
特点,有一定补偿能力，因无弹性元件，故不能
缓冲减振。在两轴间有相对位移的情况下高速工
作时，中间盘会产生很大的离心力。因此，该联
轴器通常用于 n<250r/min的低速场合。
十字滑块联轴器
特点,中间盘为两面不带凸牙的方形滑块，通常
用夹布胶木制成，质量较轻，又具有弹性。这种
联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高
转速而无剧烈冲击处。
滑块联轴器
单万向联轴器特点,允许两轴间有较大的
夹角，但夹角太大，传动效率会显著降低，
且从动轴的运动不恒定，因而在传动中将
产生附加动载荷。适用于两轴夹角较大，
转速不高的场合。
十字轴式单万向联轴器
双万向联轴器特点,由于采用了中间轴，
且输入角与输出角相等，因而从动轴的运
动与输入轴的运动一致。适用于两轴夹角
较大的场合。如汽车、多头转床等机器中。
十字轴式双万向联轴器
齿式联轴器特点,传递转矩大，允许有较
大的偏移量，安装精度要求不高；但质量
较大，成本较高，在重型机械中广泛应用。
齿式联轴器
滚子链联轴器特点,结构简单，尺寸
紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、
价廉并具有一定的补偿能力和缓冲性
能，但因链条的套筒与其相配件间存
在间隙，故不宜用于逆向传动、启动
频繁或立轴传动，由于受离心力影响
也不宜用于高速传动。
滚子链联轴器
弹性套柱销联轴器特点,制造容易，装拆方便，
价廉并具有一定的补偿能力和缓冲减振的能力。
但弹性套容易磨损，寿命较短。适用于联接载荷
平稳、需正反转或启动频繁、传递中小转矩的轴。
弹性套
柱销联
轴器
2、有弹性元件的挠性联轴器
弹性柱销联轴器特点,与弹性套柱销联轴器
很相似，但传递转矩的能力较大，结构更为简单。
由于尼龙柱销对温度较敏感，故使用温度限制
在 -20~+70℃ 的范围内。
弹性柱销联轴器
梅花形弹性联轴器特点,梅花形
弹性件在两半联轴器之间起中间联接
的作用，具有缓冲减振、补偿偏移的
能力。工作温度范围为 -35~+80℃,
短时工作温度可达 100℃,传递的公
称转矩范围为 16~2500Nm。
梅花形弹性联轴器
轮胎式联轴器特点,富有弹性，具有良好的缓
冲减振和补偿偏移的能力。而且绝缘性能好，运
转时无噪声。但径向尺寸较大，当转矩较大时，
会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷。
轮胎式
联轴器
（一）选择联轴器的类型
选择时考虑以下几点,
1）所需传递载荷的大小，轴转速的
高低，被联接两部件的安装精度等，
参考各类联轴器特性，选择一种合用
的联轴器类型。
2）联轴器的工作转速高低和引起的
离心力大小。
13.2.2 联轴器的选择
3）两轴相对位移的大小和方向。
4）联轴器的可靠性和工作环境。
5）联轴器的制造、安装、维护和成本。
（二）计算联轴器的计算转矩
计算转矩,Tca=KAT
式中 T为公称转矩,KA为工作情况
系数，见下表,
工作机 KA
原动机
工作机情况举例 电动机
汽轮机
四缸或四缸
以上内燃机
双缸内
燃机
单缸内燃
机
发电机、小型通风机、离
心泵
1.3 1.5 1.8 2.2
透平压缩机、运输机 1.5 1.7 2.0 2.4
搅拌机、增压泵、有飞轮
的压缩机、冲床
1.7 1.9 2.2 2.6
织布机、水泥搅拌机、拖
拉机
1.9 2.1 2.4 2.8
造纸机、挖掘机、起重机、
碎石机
2.3 2.5 2.8 3.2
压延机、重型初轧机 3.1 3.3 3.6 4.0
（四）校核最大转速
（五）协调轴孔直径
（六）规定部件相应的安装精度
（七）进行必要的校核
（三）确定联轴器的型号
根据条件 Tca≤[T]在联轴器
标准中选用
§ 13.3 离合器
离合器常用的可分为牙嵌式与摩擦式两大类
（一）牙嵌离合器
? 牙嵌离合器由两个端面上有牙的半离合器组成。
（二）圆盘摩擦离合器
? 圆盘摩擦离合器有单盘式和多盘式两种
? 摩擦离合器和牙嵌离合器相比，有下列优
点：不论在何种速度时，两轴都可以接合
或分离；接合过程平稳，冲击、振动较小；
从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可
以调节；过载时可发生打滑，以保护重要
零件不致损坏。
缺点：外廓尺寸较大；在接合、分离过程中
要产生滑动摩擦，故发热量较大，磨损也
较大。
单圆盘摩擦离合器
F f RT ?m a x
可传递的最大转矩：
多圆盘摩擦离合器
电磁摩擦离合器
安全联轴器及安全离合器
?安全联轴器及安全离合器 的
作用是：当工作转矩超过允许
的极限转矩时，联接件将发生
折断、脱开或打滑，从而使联
轴器或离合器自动停止转动，
以保护机器这中的重要零件不
致损坏。
? 这类联轴器由于销钉材料力学性能的不稳定，
以及制造尺寸的误差等原因，致使工作精度
不高；而且销钉剪断后，不能自动恢复工作
能力，因而必须停车更换销钉；但由于结构
简单，所以对很少过载的机器还常采用。
（一）剪切销安全联轴器
? 这种离合器由于滚珠表面会受到较严重的冲击与磨损，
故一般只用于传递较小转矩的装置中。
（二）滚珠安全离合器
? 根据工作特性，可分为四类,
?1）联轴器
? 用来把两轴联接在一起，以传递运动与转矩，机器
停止运转后才能接合或分离的一种装置。
?2）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系统的断续，以便进行
变速及换向等。
§ 13.1 概述
?3）安全联轴器和安全离合器
? 机器工作时，如果转矩超过规定值，
这种联轴器及离合器即可自行断开或
打滑，以保证机器中的主要零件不致
因过载而损坏。
?4）特殊功用的联轴器及离合器
用于某些有特殊要求的场合，例如在
一定的回转方向或达到一定的转速时，
联轴器或离合器即可自动接合或分离
等。
§ 13.2 联轴器的种类和特性
13.2,1 联轴器的种类和特性
刚性联轴器
(无补偿能力 ）
联轴器的种类和特性
挠性联轴器
(有补偿能力 ）
无弹性元件
有弹性元件
种
类
（一）刚性联轴器
联轴器的种类和特性
凸缘式联轴器
套筒式联轴器
夹壳式联轴器
特点,1）无补偿相对位移的能力，
两轴对中性要求高； 2）构造简单，
成本低，可传递较大扭矩。
（二）挠性联轴器
联轴器的种类和特性
1、无弹性元件的挠性联轴器
十字滑块联轴器
特点,有一定补偿能力，因无弹性元件，故不能
缓冲减振。在两轴间有相对位移的情况下高速工
作时，中间盘会产生很大的离心力。因此，该联
轴器通常用于 n<250r/min的低速场合。
十字滑块联轴器
特点,中间盘为两面不带凸牙的方形滑块，通常
用夹布胶木制成，质量较轻，又具有弹性。这种
联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高
转速而无剧烈冲击处。
滑块联轴器
单万向联轴器特点,允许两轴间有较大的
夹角，但夹角太大，传动效率会显著降低，
且从动轴的运动不恒定，因而在传动中将
产生附加动载荷。适用于两轴夹角较大，
转速不高的场合。
十字轴式单万向联轴器
双万向联轴器特点,由于采用了中间轴，
且输入角与输出角相等，因而从动轴的运
动与输入轴的运动一致。适用于两轴夹角
较大的场合。如汽车、多头转床等机器中。
十字轴式双万向联轴器
齿式联轴器特点,传递转矩大，允许有较
大的偏移量，安装精度要求不高；但质量
较大，成本较高，在重型机械中广泛应用。
齿式联轴器
滚子链联轴器特点,结构简单，尺寸
紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、
价廉并具有一定的补偿能力和缓冲性
能，但因链条的套筒与其相配件间存
在间隙，故不宜用于逆向传动、启动
频繁或立轴传动，由于受离心力影响
也不宜用于高速传动。
滚子链联轴器
弹性套柱销联轴器特点,制造容易，装拆方便，
价廉并具有一定的补偿能力和缓冲减振的能力。
但弹性套容易磨损，寿命较短。适用于联接载荷
平稳、需正反转或启动频繁、传递中小转矩的轴。
弹性套
柱销联
轴器
2、有弹性元件的挠性联轴器
弹性柱销联轴器特点,与弹性套柱销联轴器
很相似，但传递转矩的能力较大，结构更为简单。
由于尼龙柱销对温度较敏感，故使用温度限制
在 -20~+70℃ 的范围内。
弹性柱销联轴器
梅花形弹性联轴器特点,梅花形
弹性件在两半联轴器之间起中间联接
的作用，具有缓冲减振、补偿偏移的
能力。工作温度范围为 -35~+80℃,
短时工作温度可达 100℃,传递的公
称转矩范围为 16~2500Nm。
梅花形弹性联轴器
轮胎式联轴器特点,富有弹性，具有良好的缓
冲减振和补偿偏移的能力。而且绝缘性能好，运
转时无噪声。但径向尺寸较大，当转矩较大时，
会因过大扭转变形而产生附加轴向载荷。
轮胎式
联轴器
（一）选择联轴器的类型
选择时考虑以下几点,
1）所需传递载荷的大小，轴转速的
高低，被联接两部件的安装精度等，
参考各类联轴器特性，选择一种合用
的联轴器类型。
2）联轴器的工作转速高低和引起的
离心力大小。
13.2.2 联轴器的选择
3）两轴相对位移的大小和方向。
4）联轴器的可靠性和工作环境。
5）联轴器的制造、安装、维护和成本。
（二）计算联轴器的计算转矩
计算转矩,Tca=KAT
式中 T为公称转矩,KA为工作情况
系数，见下表,
工作机 KA
原动机
工作机情况举例 电动机
汽轮机
四缸或四缸
以上内燃机
双缸内
燃机
单缸内燃
机
发电机、小型通风机、离
心泵
1.3 1.5 1.8 2.2
透平压缩机、运输机 1.5 1.7 2.0 2.4
搅拌机、增压泵、有飞轮
的压缩机、冲床
1.7 1.9 2.2 2.6
织布机、水泥搅拌机、拖
拉机
1.9 2.1 2.4 2.8
造纸机、挖掘机、起重机、
碎石机
2.3 2.5 2.8 3.2
压延机、重型初轧机 3.1 3.3 3.6 4.0
（四）校核最大转速
（五）协调轴孔直径
（六）规定部件相应的安装精度
（七）进行必要的校核
（三）确定联轴器的型号
根据条件 Tca≤[T]在联轴器
标准中选用
§ 13.3 离合器
离合器常用的可分为牙嵌式与摩擦式两大类
（一）牙嵌离合器
? 牙嵌离合器由两个端面上有牙的半离合器组成。
（二）圆盘摩擦离合器
? 圆盘摩擦离合器有单盘式和多盘式两种
? 摩擦离合器和牙嵌离合器相比，有下列优
点：不论在何种速度时，两轴都可以接合
或分离；接合过程平稳，冲击、振动较小；
从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可
以调节；过载时可发生打滑，以保护重要
零件不致损坏。
缺点：外廓尺寸较大；在接合、分离过程中
要产生滑动摩擦，故发热量较大，磨损也
较大。
单圆盘摩擦离合器
F f RT ?m a x
可传递的最大转矩：
多圆盘摩擦离合器
电磁摩擦离合器
安全联轴器及安全离合器
?安全联轴器及安全离合器 的
作用是：当工作转矩超过允许
的极限转矩时，联接件将发生
折断、脱开或打滑，从而使联
轴器或离合器自动停止转动，
以保护机器这中的重要零件不
致损坏。
? 这类联轴器由于销钉材料力学性能的不稳定，
以及制造尺寸的误差等原因，致使工作精度
不高；而且销钉剪断后，不能自动恢复工作
能力，因而必须停车更换销钉；但由于结构
简单，所以对很少过载的机器还常采用。
（一）剪切销安全联轴器
? 这种离合器由于滚珠表面会受到较严重的冲击与磨损，
故一般只用于传递较小转矩的装置中。
（二）滚珠安全离合器
