联轴器是将轴与轴（或轴与旋转零件）连成一体，使其一同运转并实现转矩的传递。联轴器在运转时两轴不能分离，必须停车后，经过拆卸才能分离。为了实现在运转时两轴能够随时分离与连接，人们设计制造了离合器。
1.牙嵌离合器
牙嵌离合器如图5-21所示，它是利用两个半离合器1、2组成，通过啮合的齿来传递转矩。其中半离合器1固装在主动轴上，而半离合器2则利用导向平键安装在从动轴上，沿轴线移动。工作时利用操纵杆（图中未画出）带动滑环3，使半离合器2做轴向移动，从而实现离合器的接合或分离。牙嵌离合器的齿形有三角形、梯形和锯齿形。三角形齿传递中、小转矩，梯形齿和锯齿形齿传递较大转矩。梯形齿有补偿磨损作用，锯齿形齿只能单向传动。
图5-21 牙嵌离合器
1、2—半离合器 3—滑环
牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，并能传递较大的转矩，故应用较多；其缺点是运转中接合时有冲击和噪声，必须在两轴转速差很小或停车时进行接合或分离。
2.摩擦离合器
摩擦离合器可分为单盘式、多盘式和圆锥式三类，这里只简单介绍前两种。
（1）单盘式摩擦离合器 如图5-22所示，单盘式摩擦离合器由两个半离合器1、2组成。工作时两离合器相互压紧，靠接触面间产生的摩擦力来传递转矩，其接触面可以是平面。对于同样大小的压紧力，锥面能传递更大的转矩。半离合器1固装在主动轴上，半离合器2利用导向平键（或花键）安装在从动轴上，通过操纵杆和滑环3使其在轴上移动，从而实现接合和分离。
这种离合器结构简单，但传递的转矩较小。实际生产中常用多盘式摩擦离合器。
（2）多盘式摩擦离合器 如图5-23所示，多盘式摩擦离合器由外摩擦片5、内摩擦片6和主动轴套筒2、从动轴套筒4组成。主动轴套筒用平键（或花键）安装在主动轴1上，从动轴套筒与从动轴3之间为动连接。当操纵杆拨动滑环7向左移动时，通过安装在从动轴套筒上的杠杆8的作用，使内、外摩擦盘压紧并产生摩擦力，使主、从动轴一起转动；当滑环向右移动时，则使两组摩擦片放松，从而主、从动轴分离。压紧力的大小可通过从动轴套筒上的调节螺母来控制。
图5-22 单盘式摩擦离合器
1、2—半离合器
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图5-23 多盘式摩擦离合器
1—主动轴 2—主动轴套筒 3—从动轴 4—从动轴套筒 5—外摩擦片 6—内摩擦片 7—滑环 8—杠杆 9—弹簧片 10—调节螺母
多盘式离合器的优点是径向尺寸小而承载能力大，连接平稳，因此适用的载荷范围大，应用较广。其缺点是盘数多，结构复杂，离合动作缓慢，发热、磨损较严重。
与牙嵌式离合器比较，摩擦离合器的优点是：①可以在被连接两轴转速相差较大时接合；②接合和分离的过程较平稳，可以用改变摩擦面上压紧力大小的方法调节从动轴的加速过程；③过载时的打滑可避免其他零件损坏。由于上述优点，摩擦离合器应用较广。其缺点是：结构较复杂，成本较高；当产生滑动时，不能保证被连接两轴精确地同步转动。
3.自动离合器
除常用的操纵式离合器外，还有自动式离合器。自动式离合器有控制转矩的安全离合器，有控制旋转方向的定向离合器，有根据转速的变化自动离合的离心式离合器。自动离合器是一种能根据机器运转参数（如转矩、转速或转向）的变化而自动完成接合与分离动作的离合器。我们仅介绍其中的定向离合器。
定向离合器只能传递单向转矩，反向时能自动分离。如前所述的锯齿形牙嵌离合器，就是一种定向离合器，它只能单方向传递转矩，反向时会自动分离。这种利用齿的嵌合的定向离合器，空程时（分离状态运转）噪声大，故只宜用于低速场合。在高速情况下，可用摩擦式定向离合器，其中应用较为广泛的是滚柱式定向离合器（见图5-24）。它主要由星轮1、外圈2、弹簧顶杆4和滚柱3组成。弹簧的作用是将滚柱压向星轮的楔形槽内，使滚柱与星轮、外圈相接触。
星轮和外圈均可作为主动轮。当星轮为主动件并按图示方向旋转时，滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内，因而带动外圈一起转动，这时离合器处于接合状态。当星轮反转时，滚柱受到摩擦力的作用，被推到槽中较宽的部分，不再楔紧在槽内，这时离合器处于分离状态。
如果星轮仍按图示方向旋转，而外圈还能从另一条运动链获得与星轮转向相同但转速较大的运动时，按相对运动原理，离合器将处于分离状态。此时星轮和外圈互不相干，各自以不同的转速转动。所以，这种离合器又称为自由行走离合器。又由于它的接合和分离与星轮和外圈之间的转速差有关，因此也称超越离合器。
在汽车的起动机中，装上这种定向离合器，起动时电动机通过定向离合器的外圈（此时外圈转向与图中所示相反）、滚柱、星轮带动发动机；当发动机发动以后，反过来带动星轮，使其获得与外圈转向相同但转速较大的运动，使离合器处于分离状态，以避免发动机带动起动电动机超速旋转。
定向离合器常用于汽车、拖拉机和机床等设备中。
图5-24 滚柱式定向离合器
1—星轮 2—外圈 3—滚柱 4—弹簧顶杆
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