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第7篇 轴及其连接3

第1章 轴、曲轴和软轴3

1 轴3

1.1 轴的分类3

1.2 轴的设计3

1.3 轴的常用材料3

1.4 轴的结构设计6

1.4.1 零件在轴上的定位与固定7

1.4.2 提高轴疲劳强度的结构措施10

1.4.3 轴颈及轴伸结构10

1.4.4 轴的结构示例18

1.5 轴的强度计算19

1.5.1 按扭转强度或刚度计算19

1.5.2 按弯扭合成强度计算20

1.5.3 精确强度校核计算21

1.6 轴的刚度校核28

1.6.1 轴的扭转刚度28

1.6.2 轴的弯曲刚度28

1.7 轴的临界转速校核31

1.7.1 不带圆盘的均匀质量轴的临界转速31

1.7.2 带圆盘的轴的临界转速32

1.7.3 轴的临界转速计算举例33

1.7.4 等直径轴的一阶临界转速计算34

1.8 轴的工作图及设计计算举例35

2 曲轴40

2.1 曲轴结构设计40

2.2 曲轴的设计要点42

2.3 曲轴的强度计算42

2.3.1 曲轴的破坏形式42

2.3.2 曲轴的受力分析42

2.3.3 曲轴的静强度校核44

2.3.4 曲轴的疲劳强度校核45

2.3.5 应力集中系数Kσ、Kτ及应力σa、σm、τa、τm46

2.3.6 提高曲轴强度的措施47

3 软轴48

3.1 软轴的结构组成和规格49

3.1.1 软轴49

3.1.2 软管49

3.1.3 软轴接头51

3.1.4 软管接头51

3.2 常用软轴的典型结构52

3.3 防逆转装置53

3.4 软轴的选择54

第2章 联轴器55

1 联轴器的分类、特点及应用55

2 机械式联轴器选用计算（摘自JB/T 7511—1994）63

3 联轴器的性能、参数及尺寸66

3.1 联轴器轴孔和连接型式与尺寸（摘自GB/T 3852—2008）66

3.1.1 圆柱形轴孔和键槽型式及尺寸66

3.1.2 圆锥形轴孔和键槽型式及尺寸69

3.1.3 其他连接型式71

3.2 刚性联轴器71

3.2.1 凸缘联轴器（摘自GB/T 5843—2003）71

3.2.2 ZZ1胀套式刚性联轴器74

3.3 鼓形齿式联轴器74

3.3.1 GⅡCL型鼓形齿式联轴器（摘自GB/T 26103.1—2010）75

3.3.2 GⅡCLZ型鼓形齿式联轴器（摘自JB/T 8854.2—2001）80

3.3.3 GCLD型鼓形齿式联轴器（摘自GB/T 26103.3—2010）84

3.3.4 NGCL型带制动轮鼓形齿式联轴器（摘自GB/T 26103.4—2010）86

3.3.5 NGCLZ型带制动轮鼓形齿式联轴器（摘自GB/T 26103.5—2010）89

3.3.6 鼓形齿式联轴器的选用及许用补偿量92

3.3.7 联轴器的转矩计算93

3.4 TGL鼓形齿式联轴器（摘自JB/T 5514—2007）95

3.5 滚子链联轴器（摘自GB/T 6069—2002）98

3.6 十字轴式万向联轴器100

3.6.1 SWC型整体叉头十字轴式万向联轴器（摘自JB/T 5513—2006）100

BH、WH型联轴器100

BF、WF、WD型联轴器102

DH型联轴器105

CH型联轴器106

SWC型万向联轴器与相配件的连接尺寸及螺栓预紧力矩107

SWC型万向联轴器的布置与选用计算108

3.6.2 SWP型剖分轴承座十字轴式万向联轴器（摘自JB/T 3241—2005）110

A型、B型、C型、D型、E型、F型联轴器110

G型—有伸缩超短型联轴器114

ZG型—正装贯通型、FG—反装贯通型联轴器115

SWP型万向联轴器的连接及螺栓预紧力矩117

SWP型万向联轴器的选用计算117

3.7 膜片联轴器（摘自JB/T 9147—1999）119

3.7.1 JMⅠ型—带沉孔基本型联轴器的基本参数和主要尺寸119

3.7.2 JMⅠJ型—带沉孔接中间轴型联轴器的基本参数和主要尺寸121

3.7.3 JMⅡ型—无沉孔基本型联轴器的基本参数和主要尺寸123

3.7.4 JMⅡJ型—无沉孔接中间轴型联轴器的基本参数和主要尺寸126

3.7.5 膜片联轴器许用补偿量129

3.7.6 膜片联轴器的选用计算130

3.8 蛇形弹簧联轴器（摘自JB/T 8869—2000）130

3.8.1 JS型—罩壳径向安装型（基本型）联轴器130

3.8.2 JSB型—罩壳轴向安装型联轴器132

3.8.3 JSS型—双法兰连接型联轴器133

3.8.4 JSD型—单法兰连接型联轴器135

3.8.5 JSJ型—接中间轴型联轴器138

3.8.6 JSJ型中间轴长度的校核138

3.8.7 JSG型—高速型联轴器139

3.8.8 JSZ型—带制动轮型联轴器140

3.8.9 JSP型—带制动盘型联轴器142

3.8.10 JSA型—安全型联轴器143

3.8.11 联轴器许用补偿量及主要零件材料145

3.9 梅花形弹性联轴器（摘自GB/T 5272—2002）146

3.9.1 LM型—基本型、LMD型—单法兰型、LMS型—双法兰型联轴器146

3.9.2 LMZ-Ⅰ型分体式制动轮、LMZ-Ⅱ型整体式制动轮联轴器149

3.9.3 梅花联轴器的许用补偿量152

3.10 弹性套柱销联轴器（摘自GB/T 4323—2002）152

3.10.1 LT型—基本型联轴器152

3.10.2 LTZ型—带制动轮联轴器154

3.10.3 弹性套柱销联轴器的许用补偿量155

3.11 弹性柱销齿式联轴器（摘自GB/T 5015—2003）155

3.11.1 LZ型联轴器155

3.11.2 LZD型锥形轴孔联轴器158

3.11.3 LZJ型接中间轴联轴器159

3.11.4 LZZ型带制动轮联轴器161

3.11.5 弹性柱销齿式联轴器的许用补偿量163

3.12 轮胎式联轴器（摘自GB/T 5844—2002）163

3.12.1 UL型联轴器163

3.12.2 轮胎式联轴器许用补偿量165

3.13 弹性块联轴器（摘自JB/T 9148—1999）165

3.13.1 LK型—基本型、LKA型—安全销型联轴器166

3.13.2 弹性块联轴器许用补偿量168

3.14 新型星形联轴器169

3.14.1 LMX型星形联轴器169

3.14.2 LMX-Z胀套式星形联轴器170

3.14.3 LMX-F法兰式星形联轴器171

3.15 链轮摩擦式安全联轴器172

3.16 GZ1-C型钢球安全联轴器173

4 液力偶合器174

4.1 分类及其结构特点175

4.2 传动原理175

4.3 基本关系和特性176

4.4 设计原始参数及其分析180

4.5 流道选型设计182

4.6 轴向推力计算185

4.7 叶轮断面设计与强度计算187

4.8 结构设计189

4.9 偶合器的典型产品及其选择190

4.10 多动力机驱动的限矩型液力偶合器选型匹配220

4.11 双速及调速电动机驱动的限矩型液力偶合器选型匹配220

4.12 带偶合器传动系统启动特性计算223

4.13 传动系统采用偶合器的节能计算226

4.14 发热与散热计算230

4.15 试验232

第3章 离合器233

1 常用离合器的型式、特点及应用233

2 离合器的选用与计算237

2.1 离合器的型式与结构选择237

2.2 离合器的选用计算237

3 嵌合式离合器238

3.1 牙嵌离合器239

3.1.1 牙嵌离合器的牙型、特点与使用条件239

3.1.2 牙嵌离合器的材料与许用应力240

3.1.3 牙嵌离合器的计算241

3.1.4 牙嵌离合器尺寸的标注示例242

3.1.5 牙嵌离合器的结构尺寸243

3.2 齿式离合器245

3.3 转键离合器246

4 摩擦离合器248

4.1 摩擦离合器的型式、特点及应用248

4.2 摩擦元件的材料、性能及适用范围249

4.3 摩擦盘的型式与特点250

4.4 摩擦离合器的计算252

4.5 摩擦离合器的摩擦功和发热量计算255

4.6 摩擦离合器的磨损和寿命256

4.7 摩擦离合器的润滑和冷却256

4.7.1 湿式摩擦离合器润滑油的选择256

4.7.2 湿式摩擦离合器的润滑方式257

4.8 摩擦离合器结构尺寸257

5 电磁离合器258

5.1 电磁离合器的型式、特点与应用259

5.2 电磁离合器的动作过程260

5.3 电磁离合器的选用计算261

5.4 电磁离合器及电磁离合制动器产品262

5.4.1 摩擦式电磁离合器产品262

5.4.2 牙嵌式电磁离合器产品277

5.4.3 电磁离合制动器产品280

6 磁粉离合器287

6.1 磁粉离合器的原理及特性287

6.2 磁粉离合器的选用计算288

6.3 磁粉离合器的基本性能参数（摘自JB/T 5988—1992）289

6.4 磁粉离合器产品290

7 液压离合器294

7.1 液压离合器的特点、型式与应用294

7.2 液压离合器的计算295

7.3 活塞式多盘液压离合器的性能及主要尺寸296

8 气压离合器297

8.1 气压离合器的特点、型式与应用297

8.2 气压离合器的计算299

8.3 气压离合器的结构尺寸300

8.4 QPL型气动盘式离合器303

8.5 气压离合器的接合元件产品305

9 离心离合器309

9.1 离心离合器的特点、型式与应用310

9.2 离心离合器的计算311

9.3 离心离合器的结构尺寸313

9.3.1 AS系列钢砂式离心离合器（安全联轴器）（摘自JB/T 5986—1992）313

9.3.2 ASD系列V带轮钢砂式离心离合器（安全联轴器）（摘自JB/T 5986—1992）315

9.3.3 AQ系列钢球式离心离合器（节能安全联轴器）（摘自JB/T 5987—1992）316

9.3.4 AQZ系列带制动轮钢球式离心离合器（节能安全联轴器）（摘自JB/T 5987—1992）320

9.3.5 AQD系列V带轮钢球式离心离合器（节能安全联轴器）（摘自JB/T 5987—1992）324

9.3.6 带片弹簧闸块离心离合器328

10 超越离合器328

10.1 超越离合器的特点、型式及应用328

10.2 超越离合器主要零件的材料和热处理330

10.3 超越离合器材料的许用接触应力331

10.4 超越离合器的计算331

10.5 超越离合器的结构尺寸和性能参数333

10.6 超越离合器产品335

11 安全离合器346

11.1 安全离合器的型式与特点346

11.2 安全离合器的计算347

11.3 安全离合器结构尺寸（参考）349

11.4 安全离合器产品353

第4章 制动器362

1 制动机的功能、分类、特点及应用362

2 制动器的选择与设计363

2.1 制动器的选择与设计步骤363

2.2 制动转矩的确定364

2.3 制动器的发热验算366

2.3.1 热平衡通式366

2.3.2 提升设备和平移机构制动器的发热量367

2.4 摩擦材料367

3 瓦块（鼓）式制动器369

3.1 瓦块（鼓）式制动器的分类、特点和应用369

3.2 块（鼓）式制动器的设计计算369

3.2.1 弹簧紧闸长行程块式制动器369

3.2.2 弹簧紧闸短行程块式制动器372

3.3 常用块（鼓）式制动器的主要性能与尺寸373

3.3.1 电力液压鼓式制动器373

3.3.2 防爆电力液压鼓式制动器387

3.3.3 电力液压推动器395

3.3.4 电磁鼓式制动器398

3.3.5 制动轮（摘自JB/ZQ 4389—2006）405

4 带式制动器406

4.1 普通型带式制动器406

4.1.1 普通型带式制动器结构406

4.1.2 普通型带式制动器的计算407

4.2 短行程带式制动器409

4.2.1 短行程带式制动器结构409

4.2.2 短行程带式制动器计算410

4.2.3 带式制动器产品411

5 盘式制动器414

5.1 盘式制动器的结构及应用414

5.1.1 点盘式制动器结构及产品414

5.1.2 全盘式制动器结构及产品431

5.1.3 锥盘式制动器结构437

5.2 盘式制动器的设计计算437

6 其他制动器438

6.1 磁粉制动器438

6.1.1 磁粉制动器的结构及工作原理438

6.1.2 磁粉制动器的性能参数及产品尺寸439

6.2 电磁制动器和电磁离合制动器444

6.2.1 简介444

6.2.2 电磁制动器产品445

6.3 人力操纵制动器448

参考文献453