2、联轴器型号、尺寸的确定
对于已标准化和系列化的联轴器，选定合适类型后，可按转矩、轴直径和转速等确定联轴器的型号和结构尺寸。 联轴器的计算转矩：
Tca=KAT 式中：T为联轴器的名义转矩(N.m)； Tca为联轴器的计算转矩(N.m)；
KA为工作情况系数，其值见表11-4(此系数也适用于离合器的选择)。
表11-4 工作情况系数KA 四缸和电动机、四缸以双缸内单缸内汽轮机 上内燃燃机 燃机 机 1.3 1.5 1.5 1.7 1.9 2.1 2.5 3.3 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 3.6 2.2 2.4 2.6 2.8 3.2 4.0 分类 工作情况及举例 Ⅰ 转矩变化很小，如发电机、小型通风机、小型离心泵 Ⅱ 转矩变化小，如透平压缩机、木工机床、运输机 Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 转矩变化中等，如搅拌机、增压泵、有飞轮的压缩机、1.7 冲床 转矩变化和冲击载荷中等，如织布机、水泥搅拌机、拖拉机 1.9 转矩变化和冲击载荷大，如造纸机、挖掘机、起重机、2.3 碎石机 转矩变化大并有极强烈冲击载荷，如压延机、无飞轮的活塞泵、重型初轧机 3.1 根据计算转矩、轴直径和转速等，由下面条件，可从有关手册中选取联轴器的型号和结构尺寸。
Tca??T?，n?nmax 式中：[T]为所选联轴器的许用转矩(N.m)； n为被联接轴的转速(r/min)；
nmax为所选联轴器允许的最高转速(r/min)。
多数情况下，每一型号的联轴器适用的轴径均有一个范围。标准中已给出轴径的最大与最小值，或者给出适用直径的尺寸系列，被联接的两轴应在此范围之内。一般情况下，被联接的两轴的直径是不同的，两个轴端的形状也可能不同。 3、联轴器的选择算例
例11-1 如图所示，在电机与增压油泵用联轴器相联。已知电机功率P＝7.5KW，转速n＝960r/min,电机伸出轴端的直径d1＝38mm，油泵轴的直径d2=42mm，选择联轴器型号。
解：因为轴的转速较高，启动频繁，载荷有变化，宜选用缓冲性较好，同时具有可移性的弹性套柱销联轴器。 计算转矩：Tca=KAT
查表11-1得：K＝1.7。名义转矩 T?9550P7.5?9550?74.6N?m n960 所以：Tca?1.7?74.6?126.8N?m 查手册选用弹性套柱销联轴器 TL6Y38?82 GB4323-84
Y42?112 附：TL6弹性套柱销联轴器的技术参数为 公称扭矩：250N.m
许用转速：nmax＝3300r/min (联轴器材料为铁) nmax＝3800r/min (联轴器材料为钢) 轴孔直径：dmin＝32mm，dmax＝42mm。
大学生习惯在大学期间学习了驾驶，我们知道，大多数车辆驾驶室内都有一个离合器踏板。 1、驾驶员在什么情况下操作这个踏板？ 2、离合器在车辆的行驶中可能11.2 离合器
离合器是在传递运动和动力过程中，通过各种操作方式使连接的两轴随时接合或分离的一种机械装置。可用来操纵机器传动系统的启动、停止、变速及换向等。由于离合器是在不停车的状况下进行两轴的结合与分离，因而离合器应保证离合迅速、平稳、可靠、操纵方便、耐磨且散热好。
离合器种类繁多，根据工作性质可分为:①操纵式离合器，其操纵方法有机械的、电磁的、气动的和液力的等，如嵌人离合器(通过牙、齿或键的嵌合传递扭矩)，摩擦离合器(利用摩擦力传递扭矩);②自动式离合器，用简单的机械方法自动完成接合或分开动作，又分为安全离合器(当传递扭矩达到一定值时传动轴能自动分离，从而防止过载，避免机器中重要零件损坏)、离心离合器(当主动轴的转速达到一定值时，由于离心力的作用能使传动轴间自行连接或超过某一转速后能自行分离)、定向离合器〔又称超越离合器，利用棘轮一棘爪的啃合或滚柱、楔块的楔紧作用单向传递运动或扭矩，当主动轴反转或转速低于从动轴时，离合器就自动分开)。
离合器按照结合元件的工作原理又可分为嵌合式和摩擦式两种。嵌合式离合器利用机械嵌合副的接合来传递转矩 ；摩擦式离合器利用摩擦副的摩擦力。 11.2.1 嵌合式离合器
嵌合式离合器靠啮合实现传动。由端面带牙的两半离合器所组成，一个用平键和主动轴连接，另一个用导向键或花键与从动轴相连接。利用操纵系统拨动滑环，使其作轴向移动，实现两套筒的结合与分离。另外，为保证两轴线的对中，在与主轴连接的半离合器中固定有对中环。
如图11-11所示，嵌合式离合器有常见的牙嵌式、齿式、销式、拉键式和转键式等。其结构简单、尺寸较小、工作时牙间无相对滑动，因而可使两轴同步。但结合动作应在两轴不转动或两轴转速差很小时进行，以免凸牙或其他结合元件因受冲击载荷而断裂。
牙嵌式 齿式 销式 拉键式 转键式
图11-11嵌合式离合器的型式
11.2.2 摩擦离合器
摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器，摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面问的最大静摩擦力矩，而后者又由摩擦面间最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。故对于一定结构的离合器来说，静摩擦力矩是一个定值，输人转矩一达到此值，离合器就会打滑，因而限制了传动系统所受转矩，防止超载。按其结构形式可将离合摩擦器分为：圆盘式、圆锥式等。圆盘式摩擦离合器又可分为单盘式和多盘式。
1）单圆盘摩擦离合器
图11-12是单圆盘摩擦离合器的结构图。 摩擦离合器的接触面可以是平面或锥面在同样的压紧力下，锥面可以传递更大的转矩。与嵌合式离合器相比，摩擦式离合器可以在两轴任何速度下离合，且结合平稳无冲击，通过调节摩擦面间的压力可以调节所传递扭矩的大小，因而也就具有了过载保护作用。但工作时有可能两摩擦盘之间发生相对滑动，不能保证两轴
的精确同步。单圆盘摩擦离合器结构简单，散热性好，但传递的转矩不大。
图11-12单圆盘摩擦离合器 图11-13多圆盘摩擦离合器
2）多圆盘摩擦离合器
图11-13是多片式摩擦离合器的结构图。其中 ，主动轴1、外套 ２ 和一组外摩擦片4组成主动部分，外摩擦片4可以沿外套的内槽移动。从动轴10、套筒9和一组内摩擦片5组成从动部分，内摩擦片5 可以沿套筒9上的槽滑动 。 在套筒9上开有均布的三个纵向槽。槽内安装有曲臂压杆8。当操纵滑环7左移时，通过曲臂压杆8顺时针转动，将两组摩擦片压紧，离合器处于接合状态，主动轴1带动从动轴10转动。当操纵滑环7右移时，通过曲臂压杆8 下面的弹簧片使8逆时针转动，两组摩擦片压力消除，离合器处于分离状态 。 双螺母6靠调整内、外两组摩擦片的间距，来调整摩擦片之间的压力。碟形摩擦片在离合器分离时能借助其弹性自动恢复原状，有利于内、外摩擦片快速分离。
与牙嵌离合器比较，摩擦离合器具有下列优点： (1)在任何不同转速条件卞两轴都可以进行接合；
(2)过载时摩擦面间将发生打滑，可以防止损坏其他零件； (3)接合较平稳，冲击和振动较小。
摩擦离合器在正常的接合过程中，从动轴转速从零逐渐加速到主动轴的转速，因而两摩擦面间不可避免地会发生相对滑动。这种相对滑动要消耗一部分能量，并引起摩擦片的磨损和发热。 11.2.3安全离合器
安全离合器与安全联轴器的功用类似，用于当机器过载时自动脱开，以保护机器重要零件不因过载而损坏。
（a） （b）
图11-14单圆盘摩擦离合器
如图11-14它与安全联轴器的主要区别在于，当机器所受载荷恢复正常后，前者自动集合，继续进行动力传递，而后者则无法自动接合，需重新更换剪切销。常用的安全离合器有牙嵌式安全离合器和滚珠式安全离合器。
在工作时能根据机器运转参数（如转矩或转速）的变化自动完成接合和分离的离合器称为自动离合器。当传递的转矩超过一定数值时自动分离的离合器，因为有防止系统过载的安全保护作用，称为安全离合器。 11.2.4离心离合器
离心式离合器是传动轴（主动轴）达到一定转速时，离心块在离心力的作用下，自动分离或结合的离合器。如图11-15所示。
离心式离合器较其他离合器而言，它不需要另外的一套操纵机构，过载时还能起到安全保护作用。离心式离合器因为其特有的优势，在工业中有着广泛的应用。其典型的应用包括小型工程机械、园林机械、钻探机械、风机、离心机、压缩机和压力机等。
图11-15 离心离合器图 11-16 定向离合器 11.2.5定向离合器
定向离合器是一种随速度的变化或回转方向的变换而能自动接合或分离的离合器，它只能单向传递转矩。如锯齿型牙嵌离合器，只能单向传递转矩，反向时自动分离。棘轮机构也可以作为定向离合器。
如图所示11-16为一种滚柱式定向离合器，它由星轮、外环、滚柱和弹簧顶杆等组成。弹簧顶杆的推力使滚柱与星轮和外环经常接触。如果星轮为主动件并按图示方向顺时针回转，滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内，从而带动外环回转，这是离合器处于接合状态。当星轮反向回转时，滚柱则被推到槽中宽敞部分，离合器处于分离状态。这种离合器工作时没有噪声，故适用于高速传动，但制造精度要求较高。
当外环与星轮作顺时针方向的同向回转时，根据相对运动原理，若外环的速度大于星轮转速魅力和气处于分离状态。反之，如外环的转速小于星轮的转速，则离合器处于接合状态，故又称为超越离合器。其特点是特点：单向转矩。宜用于低速场合。
联轴器和离合器在功能上的共同点：均用于轴与轴之间的连接，使两轴一起转动并传递转矩。联轴器和离合器工功能上的区别：联轴器只有在机器停止运转后才能将其拆卸，使两轴分离；而离合器可在机器运动过程中随时使两轴接合或分离。
习题与思考
11-1联轴器和离合器的功用是什么?两者有何异同?
11-2刚性联轴器与挠性联轴器有何差异?它们各适用于什么场合了 11-3如何选择联轴器的类型及尺寸?
11-4 在联轴器的设计计算中，引入工作情况系数KA，应考虑那些因素的影响？ 11-4某机床的电动机与主轴之间采用弹性套柱销联轴器连接，已知:功率P=10 Kw.转速n=1 460r/min，电动机轴伸直径d=42 mm，试选择所需要的联轴器。