類似于凸緣聯(lián)軸器.ppt

第十四章聯(lián)軸器和離合器 14 1聯(lián)軸器的種類和特性 14 5特殊功用及特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器及離合器 14 2聯(lián)軸器的選擇 14 3離合器 14 4安全聯(lián)軸器及安全離合器 本章學(xué)習(xí)的基本要求 1 了解聯(lián)軸器和離合器的功用 2 了解常用聯(lián)軸器和離合器的工作原理 對(duì)于多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器 離合器 只需要根據(jù)它們的工作條件合理選擇適用的類型 必要時(shí)對(duì)其中的主要零件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算 聯(lián)軸器 離合器的類型較多 同一類型各種型式的工作原理基本相同 因此 在學(xué)習(xí)本章過程中 要時(shí)刻注意共同性與特殊性的關(guān)系 作用 主要用于將兩根軸聯(lián)接在一起 使它們一起旋轉(zhuǎn) 并傳遞扭矩 有時(shí)也可用作安全裝置 離合器 在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中 可使兩軸隨時(shí)接合或分離 聯(lián)軸器 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離 只有在機(jī)器停車時(shí)才可將兩軸分離 分類 安全聯(lián)軸器與離合器 特殊功用的聯(lián)軸器與離合器 機(jī)器工作時(shí) 若轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定值 即可自行斷開或打滑 以保證機(jī)器中的主要零件不因過載而損壞 用于某些特殊要求處 如 在一定的回轉(zhuǎn)方向或達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí) 聯(lián)軸器或離合器即可自動(dòng)接合或分離等 一 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸的相對(duì)位移 兩軸線的相對(duì)位移 軸向 徑向 角度 綜合 14 1聯(lián)軸器的種類和特性 二 聯(lián)軸器的分類 無(wú)彈性元件聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器 聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器 夾殼聯(lián)軸器 齒式聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器 撓性聯(lián)軸器 有彈性元件聯(lián)軸器 滑塊聯(lián)軸器 萬(wàn)向聯(lián)軸器 滾子鏈聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性柱銷聯(lián)軸器 梅花形彈性聯(lián)軸器 輪胎式聯(lián)軸器 膜片聯(lián)軸器 一 剛性聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 用一個(gè)套筒通過鍵將兩軸聯(lián)接在一起 用緊定螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向固定 套筒聯(lián)軸器 型式 半圓鍵 普通平鍵 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 使用方便 傳遞扭矩較大 但不能緩沖減振 應(yīng)用 用于載荷較平穩(wěn)的兩軸聯(lián)接 1 套筒聯(lián)軸器 應(yīng)用 用于低速傳動(dòng)軸 常用于垂直傳動(dòng)軸的聯(lián)接 2 夾殼聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 將套筒做成剖分夾殼結(jié)構(gòu) 通過擰緊螺栓產(chǎn)生的預(yù)緊力使兩夾殼與軸聯(lián)接 并依靠鍵以及夾殼與軸表面之間的摩擦力來(lái)傳遞扭矩 有一個(gè)剖分式對(duì)中環(huán) 特點(diǎn) 無(wú)需沿軸向移動(dòng)即可方便裝拆 但不能聯(lián)接直徑不同的兩軸 外形復(fù)雜且不易平衡 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力 3 凸緣聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 把兩個(gè)帶有凸緣半聯(lián)軸器用鍵分別與軸相聯(lián) 然后用螺栓將兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)成一體 普通凸緣聯(lián)軸器 型式 有對(duì)中榫的凸緣聯(lián)軸器 普通凸緣聯(lián)軸器 靠鉸制孔螺栓對(duì)中 靠榫頭對(duì)中 對(duì)中榫 絞制孔螺栓 3 凸緣聯(lián)軸器 二 無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器 14 1聯(lián)軸器的種類和特性 因具有撓性 故可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移 但因無(wú)彈性元件 故不能緩沖減振 1 十字滑塊聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 兩個(gè)端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器 兩端各具有凸榫的中間滑塊 且兩端榫頭互相垂直 嵌入凹槽中 構(gòu)成移動(dòng)副 工作原理 當(dāng)兩軸存在不對(duì)中和偏斜時(shí) 滑塊將在凹槽內(nèi)滑動(dòng) 適用范圍 n 250r min 軸的剛性較大 且無(wú)劇烈沖擊處 2 滑塊聯(lián)軸器 應(yīng)用 適用于小功率 高轉(zhuǎn)速而無(wú)劇烈沖擊的場(chǎng)合 結(jié)構(gòu) 與十字滑塊聯(lián)軸器相似 只是溝槽很寬 中間為不帶凸牙的方形滑塊 其材料為夾布膠木 工作特點(diǎn) 由于中間滑塊質(zhì)量小 且有彈性 故允許較高的極限轉(zhuǎn)速 3 十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器 作用 用于傳遞兩相交軸之間的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng) 而且在傳動(dòng)過程中 兩軸之間的夾角還可以改變 共軸 有夾角 應(yīng)用 廣泛應(yīng)用于汽車 機(jī)床等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中 單萬(wàn)向聯(lián)軸器 當(dāng) 1為常數(shù)時(shí) 2將在一定范圍內(nèi)變化 因而在傳動(dòng)中將產(chǎn)生附加動(dòng)載荷 小型雙萬(wàn)向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)如圖所示 通常采用合金鋼制造 4 齒式聯(lián)軸器 功用 能補(bǔ)償軸不對(duì)中和偏斜 結(jié)構(gòu) 由兩個(gè)有內(nèi)齒的外殼和兩個(gè)有外齒的內(nèi)套筒組成 外齒做成球形齒頂?shù)难凝X 套筒與軸用鍵聯(lián)接 兩外殼用螺栓聯(lián)接 兩端密封 空腔內(nèi)儲(chǔ)存潤(rùn)滑油 優(yōu)點(diǎn) 傳遞扭矩大 能補(bǔ)償綜合位移 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)笨重 造價(jià)高 應(yīng)用 用于重型傳動(dòng) 4 齒式聯(lián)軸器 5 滾子鏈聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 利用一條公用的雙排鏈條同時(shí)與兩個(gè)齒數(shù)相同的并列鏈輪嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 尺寸緊湊 質(zhì)量小 裝拆方便 維修容易 成本低廉有一定的補(bǔ)償性能和緩沖性能 缺點(diǎn) 因鏈條的套筒與鏈輪間存在間隙 不適于逆向傳動(dòng)和啟動(dòng)頻繁或立式軸傳動(dòng) 同時(shí)受離心力的影響不適于高速傳動(dòng) 三 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器 因裝有彈性元件 不僅可補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移 且具有緩沖減振的能力 它是依靠彈性元件的彈性變形來(lái)補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移 14 1聯(lián)軸器的種類和特性 1 彈性套柱銷聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 外觀與凸緣聯(lián)軸器相似 用帶橡膠彈性套的柱銷聯(lián)接兩個(gè)半聯(lián)軸器 圓柱孔 圓錐孔 特點(diǎn) 制造容易 裝拆方便 成本較低 但彈性套易磨損 壽命較短 適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn) 需要正反轉(zhuǎn)或起動(dòng)頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸 14 1聯(lián)軸器的種類和特性 2 彈性柱銷聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 用尼龍制成的柱銷置于兩個(gè)半聯(lián)軸器凸緣的孔中 適用范圍 20 t 70 特點(diǎn) 動(dòng)力通過彈性元件傳遞 緩和沖擊 吸收振動(dòng) 傳遞轉(zhuǎn)矩的能力比前者大 結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單 安裝 更換柱銷方便 耐久性好 3 輪胎式彈性聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 中間為橡膠制成的輪胎環(huán) 用止退墊板與半聯(lián)軸器聯(lián)接 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 易于變形 允許較大的綜合位移 應(yīng)用 適用于啟動(dòng)頻繁 正反向運(yùn)轉(zhuǎn) 有沖擊振動(dòng) 有較大軸向位移 潮濕多塵的場(chǎng)合 4 梅花形彈性聯(lián)軸器 工作溫度 35 80 傳遞扭矩 T 16 25000N M 結(jié)構(gòu) 半聯(lián)軸器中間的彈性元件形狀似梅花 故得名 選用不同硬度的聚胺酯橡膠 鑄形尼龍等材料制造 5 膜片聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu) 彈性元件為多個(gè)環(huán)形金屬薄片疊合而成的膜片組 膜片圓周上有若干個(gè)螺栓孔 用鉸制孔螺栓交錯(cuò)間隔與半聯(lián)軸器聯(lián)接 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 彈性元件的聯(lián)接沒有間隙 不需潤(rùn)滑 維護(hù)方便 質(zhì)量小 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng) 但扭轉(zhuǎn)彈性較低 減振性能差 應(yīng)用 主要用于載荷平穩(wěn)的高速傳動(dòng) 如直升機(jī)尾翼軸 大多數(shù)聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化 一般機(jī)械設(shè)計(jì)者的任務(wù)是選用聯(lián)軸器 不需要設(shè)計(jì) 一 聯(lián)軸器類型的選擇原則 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 軸徑 相對(duì)位移 工作環(huán)境 成本等 14 2聯(lián)軸器的選擇 二 計(jì)算聯(lián)軸器的扭矩 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca KAT 式中 KA 工作情況系數(shù) 見表14 1 三 確定聯(lián)軸器的型號(hào) 選型依據(jù) Tca T 由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定型號(hào) 14 2聯(lián)軸器的選擇 14 2聯(lián)軸器的選擇 選擇聯(lián)軸器的類型 聯(lián)軸器的選擇流程 14 3離合器 分類 一 離合器的分類 按其工作原理分 機(jī)械離合器電磁離合器液壓離合器氣壓離合器 超越離合器離心離合器安全離合器 嵌入式 摩擦式 按離合控制方法分 操縱式 自動(dòng)式 按操縱方式分 二 對(duì)離合器的基本要求 接合平穩(wěn) 分離迅速而徹底 外形尺寸小 重量輕 工作安全 效率高 接合元件耐磨性好 使用壽命長(zhǎng) 散熱能力好 操縱方便省力 調(diào)整維修方便 14 3離合器 1 牙嵌式離合器 結(jié)構(gòu) 由端面帶牙的固定套筒 活動(dòng)套筒 對(duì)中環(huán)組成 固定套筒 活動(dòng)套筒 滑環(huán) 對(duì)中環(huán) 工作原理 利用操縱桿移動(dòng)滑環(huán) 實(shí)現(xiàn)兩套筒的接合與分離 三 常用離合器簡(jiǎn)介 牙型 三角形 梯形 鋸齒形 傳遞中小轉(zhuǎn)矩 牙數(shù)為16 60 梯形牙可以補(bǔ)償磨損后的牙側(cè)間隙 鋸齒形只能單向工作 反轉(zhuǎn)時(shí)具有較大的軸向分力 會(huì)迫使離合器自行分離 制造要求 各牙應(yīng)精確等分 以使載荷均勻分布 2 單片式圓盤摩擦離合器 摩擦扭矩 Tmax FafRf 結(jié)構(gòu) 由固定圓盤1 活動(dòng)圓盤2 滑環(huán)組成 工作原理 移動(dòng)滑環(huán) 可實(shí)現(xiàn)兩圓盤的接合與分離 靠摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng) 2 過載時(shí)打滑 起保護(hù)作用 3 結(jié)合平穩(wěn) 沖擊和振動(dòng)小 優(yōu)點(diǎn) 1 在任何轉(zhuǎn)速條件下兩軸都可以進(jìn)行接合 缺點(diǎn) 接合 分離過程中要產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦 引起磨損和發(fā)熱 工作原理 移動(dòng)滑環(huán) 通過杠桿作用 壓緊或放松磨擦片 來(lái)實(shí)現(xiàn)兩軸的接合與分離 3 多片式圓盤摩擦離合器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 多個(gè)摩擦片疊加在一起 離合器的操縱方式 機(jī)械力 電磁力 氣動(dòng)力 液壓力 4 電磁摩擦離合器 結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與機(jī)械式多片摩擦離合器一樣 優(yōu)點(diǎn) 采用電磁力進(jìn)行控制 因此控制靈活 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 14 3離合器 14 4安全聯(lián)軸器及安全離合器 作用 當(dāng)工作轉(zhuǎn)矩超過機(jī)器允許的極限轉(zhuǎn)矩時(shí) 聯(lián)接件將發(fā)生折斷 脫開或打滑 從而使從動(dòng)軸自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng) 以保護(hù)機(jī)器中的重要零件不致?lián)p壞 安全聯(lián)軸器 斷開聯(lián)接后不能自動(dòng)恢復(fù)工作能力 用于很少過載處 安全離合器 斷開聯(lián)接后能夠自動(dòng)恢復(fù)工作能力 用于經(jīng)常過載處 14 4安全聯(lián)軸器及安全離合器 一 剪切銷安全聯(lián)軸器 雙剪式 單剪式 分單剪和雙剪兩種類型 結(jié)構(gòu) 類似于凸緣聯(lián)軸器 但不用螺釘 而用鋼制銷釘聯(lián)接 銷釘裝入經(jīng)過淬火的兩個(gè)套管中 過載時(shí)被剪斷 潘存云教授研制 二 滾珠安全離合器 過載時(shí) 彈簧被壓縮 從動(dòng)盤右移 主動(dòng)齒輪空轉(zhuǎn) 從動(dòng)軸即停止轉(zhuǎn)動(dòng) 彈簧壓力的大小可用螺母來(lái)調(diào)節(jié) 當(dāng)載荷恢復(fù)正常時(shí) 重新傳遞轉(zhuǎn)矩 當(dāng)外環(huán)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 則帶動(dòng)滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置 離合器處于分離狀態(tài) 結(jié)構(gòu) 由星輪 外環(huán) 滾柱 彈簧推桿等零件組成 工作