1.离合器的分类

离合器的类型很多。按实现接合和分离的过程可分为操纵离合器和自动离合器；自动离合器能够在特定的工作条件下（如一定的转矩、一定的转速或一定的回转方向）自动接合与分离。离合器按其工作原理可分为嵌合式、摩擦式和电磁式三类。

啮合式离合器通过主、从动元件上牙之间的嵌合力来传递回转运动和动力，工作比较可靠，传递的转矩较大，但接合时有冲击，运转中接合困难。

摩擦式离合器是通过主、从动元件间的摩擦力来传递回转运动和动力，运动中接合方便，有过载保护性能，但传递转矩较小，适用于高速、低转矩的工作场合。电磁离合器在自动化机械中作为控制转动的元件而被广泛应用。常见离合器分类见表7-46。

表7-46 常用离合器

图7-35 牙嵌式离合器

1，2—半离合器 3—导向键 4—滑环 5—对中环

2.常用离合器的特点和应用

（1）牙嵌式离合器 牙嵌式离合器如图7-35所示，是由两端面上带牙的半离合器1、2组成。半离合器1用平键固定在主动轴上，半离合器2用导向键3或花键与从动轴连接。在半离合器1上固定有对中环5，从动轴可在对中环中自由转动，通过滑环4的轴向移动操纵离合器的接合和分离，滑环的移动可用杠杆、液压、气压或电磁吸力等操纵机构控制。

牙嵌离合器常用的牙型有：三角形、矩形、梯形和锯齿形，如图7-36所示。

图7-36 牙嵌离合器常用的牙型

牙嵌离合器结构简单，尺寸小，接合时两半离合器间没有相对滑动，但只能在低速或停车时接合，以避免因冲击折断牙齿。三角形牙用于传递中小转矩的低速离合器，牙数一般为12～60个；矩形牙无轴向分力，接合困难，这种离合器磨损后无法补偿，冲击也较大，故使用较少；梯形牙强度高，传递转矩大，能自动补偿牙面磨损后造成的间隙，接合面间有轴向分力，容易分离，因而应用最为广泛；锯齿形牙只能单向工作，反转时由于有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。

牙嵌离合器主要失效形式是牙面的磨损和牙根折断，因此要求牙面有较高的硬度，牙根有良好的韧性，常用材料为低碳钢渗碳淬火到54～60HRC，也可用中碳钢表面淬火。

（2）圆盘摩擦离合器 摩擦离合器依靠两接触面间的摩擦力来传递运动和动力。按结构型式不同，可分为圆盘式、圆锥式、块式和带式等类型，最常用的是圆盘摩擦离合器。圆盘摩擦离合器分为单片式和多片式两种，如图7-37及7-38所示。

单片式摩擦离合器由摩擦圆盘1、2和滑环4组成。圆盘1与主动轴连接，圆盘2通过导向键3与从动轴连接并可在轴上移动。操纵滑环4可使两圆盘接合或分离。轴向压力F_Q使两圆盘接合，并在工作表面产生摩擦力，以传递转矩。单片式摩擦离合器结构简单，但径向尺寸较大，只能传递不大的转矩。

多片式摩擦离合器有两组摩擦片，主动轴1与外壳2相连接，外壳内装有一组外摩擦片4，形状如图7-39a所示，其外缘有凸齿插入外壳上的内齿槽内，与外壳一起转动，其内孔不与任何零件接触。从动轴10与套筒9相连接，套筒上装有一组内摩擦片5，形状如图7-39b所示，其外缘不与任何零件接触，随从动轴一起转动。滑环7由操纵机构控制，当滑环向左移动时，使杠杆8绕支点顺时针转动，通过压板3将两组摩擦片压紧，实现接合；滑环7向右移动，则实现离合器分离。摩擦片间的压力由螺母6调节。若摩擦片为图7-39c所示的蝶形，则分离时能自动弹开。

多片式摩擦离合器由于摩擦面增多，传递转矩的能力提高，径向尺寸相对减小，但结构较为复杂。(www.daowen.com)

图7-37 单片式摩擦离合器

1，2—摩擦圆盘 3—导向键 4—滑环

图7-38 多片式摩擦离合器

1—主动轴 2—外壳 3—压板 4—外摩擦片 5—内摩擦片 6--螺母 7--滑环 8--杠杆 9--套筒 10--从动轴

图7-39 摩擦片形状

（3）滚柱超越离合器 超越离合器又称为定向离合器，是一种自动离合器，目前广泛应用的是滚柱超越离合器，如图7-40所示，由星轮1、外圈2、滚柱3和弹簧顶杆4组成。滚柱的数目一般为3～8个，星轮和外圈都可作主动件。当星轮为主动件并作顺时针转动时，滚柱受摩擦力作用被楔紧在星轮与外圈之间，从而带动外圈一起回转，离合器为接合状态；当星轮逆时针转动时，滚柱被推到楔形空间的宽敞部分而不再楔紧，离合器为分离状态。超越离合器只能传递单向转矩。若外圈和星轮作顺时针同向回转，当外圈转速大于星轮转速，离合器为分离状态；当外圈转速小于星轮转速，离合器为接合状态。

超越离合器尺寸小，接合和分离平稳，可用于高速传动。

（4）安全离合器 安全离合器的功能是当所传递的转矩超过一定数值时能自动分离，以保证不出现过载危险，从而起保护作用的离合器。当传递的转矩未超过限定值时，其作用相当于联轴器。安全离合器主要用于机械工作过程有可能发生大的过载或存在严重冲击载荷，而又难以精确计算的传动系统。

安全离合器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，前者自动接合，继续进行动力的传递；而后者则无法自动接合，须重新更换剪切销。安全离合器有三种类型：破坏元件式、嵌合式、摩擦式。

剪切销式安全离合器的结构如图7-41所示，类似凸缘联轴器，但不用螺栓，而用装入经淬火的两段钢制套管中的钢制销钉联接。过载时，销钉被剪断，离合器分离。由于更换销钉费时间，故不宜用在经常出现过载的场合。

图7-40 滚柱超越离合器

1—星轮 2—外圈 3—滚柱 4—弹簧顶杆

图7-41 剪切销式安全离合器