常用离合器的结构和特点

（1）操纵式离合器

1）牙嵌式离合器

图13.13　牙嵌式离合器

1、2—半离合器；3—导向平键

牙嵌式离合器是由两个端面带牙的半离合器所组成的。如图13.13 所示，半离合器1 用键和螺钉固定于主动轴上，另一半离合器2 则用导向平键3（或花键）与从动轴构成动联接。通过操纵机构可使半离合器2 沿导向平键作轴向移动，以实现两半离合器的结合和分离。为保证两轴的对中，在主动轴端的半离合器1 上装有一个对中环，从动轴的轴端始终置于对中环的内孔中构成动联接。当离合器接合时，从动轴与对中环同步旋转；当离合器分离时，对中环继续旋转而从动轴不转。

牙嵌式离合器常用的牙型有三角形、梯形、矩形及锯齿形，如图13.14 所示。

图13.14　牙嵌式离合器常用牙型

梯形牙强度高，传递转矩大，能自动补偿牙面磨损所产生的间隙，同时由于嵌合牙间有轴向分力，便于分离，故应用较广；三角形牙只能传递中、小转矩；矩形牙不便于离合，且磨损后无法补偿，故很少采用；锯齿形牙只能传递单向转矩。

牙嵌式离合器结构简单，外廓尺寸小，能保证两轴同步运转，但只能在停车或低速转动时才能进行接合，故常用于低速和不需在运转中进行接合的机械上，如在机床和农业机械中应用较多。

2）摩擦式离合器

摩擦离合器利用主、从动半离合器摩擦片接触面间的摩擦力来传递转矩。它是能在高速下离合的机械式离合器。

摩擦离合器的形式很多。其中，以圆盘摩擦式离合器应用最广。如图13.15 所示为一单圆盘摩擦离合器。主动摩擦盘2 与主动轴1 用键联接，从动摩擦盘3 与从动轴4 通过导向键联接。工作时，利用操纵装置对从动摩擦盘3 上的滑环5 施加一轴向压力FQ，使从动摩擦盘3 向右移动与主动摩擦盘2 接触并压紧，从而在两圆盘的接合面间产生摩擦力以传递转矩。单圆盘摩擦离合器结构简单，散热性好，但传递的转矩较小。

为了传递较大的转矩，可采用如图13.16 所示的多圆盘摩擦离合器。这种离合器有内外两组摩擦片，外摩擦片组5 利用外圆上的花键与外鼓轮2 相联（外鼓轮2 与主动轴1 相固联），内摩擦片组6 利用内圆上的花键与内套筒4 相联（内套筒4 与从动轴3 相固联）。当滑环7 沿轴向移动时，将拨动曲臂压杆8，使压板9 压紧或松开内外摩擦片组，从而使离合器接合或分离。

多圆盘摩擦离合器可通过增加摩擦片的数目，而可不增加轴向压力来传递较大的转矩，故其径向尺寸可较小。但摩擦片数目不能过多，否则将影响分离的灵活性。此外，中间摩擦片的冷却较困难。因此，一般摩擦片数目不多于13 对。

摩擦离合器与牙嵌离合器相比，其优点是：两轴能在不同速度下接合；接合和分离过程较平稳，冲击振动小；从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可以调节；过载时将发生打滑，避免使其他零件受到损坏，故摩擦离合器的应用较广。其缺点是：结构复杂、成本高；当产生滑动时，不能保证被联接两轴间的精确同步转动；摩擦会产生发热，当温度过高时会引起摩擦系数的改变，严重的可能导致摩擦盘胶合和塑性变形。因此，一般对钢制摩擦盘应限制其表面最高温度不超过400 ℃，整个离合器的平均温度不超过120 ℃。

图3.15　单圆盘摩擦离合器

1—主动轴；2—主动摩擦盘；3—从动摩擦盘；4—从动轴；5—滑环(www.xing528.com)

图13.16　多片式摩擦离合器

1—主动轴；2—外鼓轮；3—从动摩擦盘；4—内套筒；5—外摩擦电组；6—内摩擦电组；7—滑环；8—压杆；9—压板；10—从动轴

（2）自控式离合器

1）安全离合器

具有过载保护作用的离合器，称为安全离合器。安全离合器是指当传递转矩超过一定数值后，主从动轴可自动分离，从而保护机器中其他零件不被损坏的离合器。

图13.17　剪销式安全离合器

如图13.17 所示的剪销式安全离合器是破坏元件式安全离合器中应用最广泛的一种结构，这种离合器的结构类似于刚性凸缘联轴器，但不用螺栓，而用钢制销钉联接，过载时，销钉被剪断，销钉的尺寸d0 由强度条件决定。为了加强剪断销钉的效果，常在销钉孔中紧配一硬质的钢套，因更换销钉既费时又不方便，因此，这种联轴器不宜用在经常发生过载的场合。

如图13.18 所示为牙嵌式安全离合器，它与牙嵌式离合器很相似，只是牙的倾角α 较大，当传递的转矩达到最大值，即过载时，啮合牙上产生的轴向分力将克服弹簧推力、摩擦阻力等迫使离合器退出啮合，使离合器分离，从而中断传动。

轴传递转矩的大小可利用螺母调节，即通过调整弹簧压力大小的方法来实现。

2）超越离合器

超越离合器可根据两轴角速度的相对关系自动接合和分离。当主动轴转速大于从动轴时，离合器将两轴接合起来，把动力或运动传递给从动轴；当主动轴转速小于从动轴时，两轴分离。因此，这种离合器只能传递单向转矩。

如图13.19 所示为滚柱式超越离合器。星轮1 与主动轴相联，顺时针回转，滚柱3 受摩擦力作用滚向狭窄部位被楔紧，并带动外环2 随星轮1 同向回转，离合器接合。星轮1 逆时针回转时，滚柱3 滚向宽敞部位，外环2 不与星轮1 同向回转，离合器自动分离。滚柱一般有3～8 个。弹簧4 起均载作用。

图13.18　牙嵌式安全离合器

图13.19　滚柱式超越离合器

1—星轮；2—外环；3—滚柱；4—弹簧