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、τm 46
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