第11章 聯(lián)軸器、離合器和制動器郭

1、機(jī)械設(shè)計 機(jī)械設(shè)計 18 1 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 18 2 離合器離合器 18 3 制動器制動器 機(jī)械設(shè)計 18 1 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 機(jī)械設(shè)計 鼓形齒聯(lián)軸器鼓形齒聯(lián)軸器 十字萬向聯(lián)軸器十字萬向聯(lián)軸器 尼龍內(nèi)齒型聯(lián)軸器尼龍內(nèi)齒型聯(lián)軸器 鼓形齒式長伸縮聯(lián)軸器鼓形齒式長伸縮聯(lián)軸器 蛇形彈簧聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器 梅花聯(lián)軸器梅花聯(lián)軸器 帶制動輪彈性套帶制動輪彈性套 柱銷聯(lián)軸器柱銷聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器 機(jī)械設(shè)計 一一. . 聯(lián)軸器的功用：聯(lián)軸器的功用： 1.1.聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器的功用聯(lián)接不同部件的兩軸，傳遞扭聯(lián)接不同部件的兩軸，傳遞扭 矩矩T T 聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器 軸軸 電動機(jī)電動機(jī)

2、減速器減速器帶式運(yùn)輸機(jī)帶式運(yùn)輸機(jī) F v D 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動簡圖 機(jī)械設(shè)計 二二. . 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸軸線的相對位移聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸軸線的相對位移 聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化 的影響等，會引起兩軸相對位置的變化，往往不能保證嚴(yán)格的對中。 裝配時應(yīng)避免這些位移,或采用撓性聯(lián)軸對這些位移進(jìn)行補(bǔ)償。 機(jī)械設(shè)計 三三. 聯(lián)軸器的主要類型、特點(diǎn)及應(yīng)用聯(lián)軸器的主要類型、特點(diǎn)及應(yīng)用 根據(jù)聯(lián)軸器有無彈性元件、對各種相對位移有根據(jù)聯(lián)軸器有無彈性元件、對各種相對位移有 無補(bǔ)償能力，即能否在發(fā)生相對位移條件下保持無補(bǔ)償能力，即能否在發(fā)生相對位移條件下保持 聯(lián)接功能以及聯(lián)軸器的用途

3、等，聯(lián)軸器可分為剛聯(lián)接功能以及聯(lián)軸器的用途等，聯(lián)軸器可分為剛 性聯(lián)軸器，撓性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的性聯(lián)軸器，撓性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的 主要類型、特點(diǎn)及其作用，詳見表主要類型、特點(diǎn)及其作用，詳見表1。 機(jī)械設(shè)計 聯(lián)軸器類型 類別在傳動系統(tǒng)中的作用備注 剛性聯(lián) 軸器 只能傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，不具 備其他功能 包括凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、 夾殼聯(lián)軸器等 撓性聯(lián) 軸器 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器， 不僅能傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，而且 具有不同程度的軸向、徑向、 角向補(bǔ)償性能 包括齒式聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸 器、鏈條聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器等 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器， 能傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩；具有不同 程度的軸向、徑向、角

4、向補(bǔ)償 性能；還具有不同程度的減振、 緩沖作用，改善傳動系統(tǒng)的工 作性能 包括各種非金屬彈性元件撓 性聯(lián)軸器和金屬彈性元件撓性聯(lián) 軸器，各種彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)不 同，差異較大，在傳動系統(tǒng)中的 作用亦不盡相同 安全聯(lián) 軸器 傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，過載安 全保護(hù)。撓性安全聯(lián)軸器還具 有不同程度的補(bǔ)償性能 包括銷釘式、摩擦式、磁粉 式、離心式、液壓式等安全聯(lián)軸 器 機(jī)械設(shè)計 一）一）固定式剛性聯(lián)軸器固定式剛性聯(lián)軸器 1. 1. 套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，依靠錐銷結(jié)構(gòu)簡單，依靠錐銷、鍵或螺釘與兩鍵或螺釘與兩 軸聯(lián)接并傳遞扭矩，無標(biāo)準(zhǔn)，需自行設(shè)計。軸聯(lián)接并傳遞扭矩，無標(biāo)準(zhǔn)，需自行設(shè)計。 機(jī)械設(shè)計 2. 2.

5、 凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器由兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器用一組螺栓聯(lián)接由兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器用一組螺栓聯(lián)接 而成而成 用兩半聯(lián)軸器端面的凸肩和凹槽對中，靠普通螺用兩半聯(lián)軸器端面的凸肩和凹槽對中，靠普通螺 栓在凸緣接合面產(chǎn)生摩擦力矩來傳遞轉(zhuǎn)矩栓在凸緣接合面產(chǎn)生摩擦力矩來傳遞轉(zhuǎn)矩 型型 機(jī)械設(shè)計 鉸制孔螺栓對中，靠螺栓受剪切和擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩鉸制孔螺栓對中，靠螺栓受剪切和擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩 型型 機(jī)械設(shè)計 端面開有凹槽 的半聯(lián)軸器 兩面帶有凸 塊的浮動盤 二）二）可移式剛性聯(lián)軸器可移式剛性聯(lián)軸器 特點(diǎn)特點(diǎn): : 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單, ,徑向尺寸小徑向尺寸小, ,轉(zhuǎn)速高時轉(zhuǎn)速高時, ,浮動盤產(chǎn)生浮動盤產(chǎn)生 較大的離心力

6、和容易磨損較大的離心力和容易磨損 機(jī)械設(shè)計 2. 2. 撓性爪型聯(lián)軸器撓性爪型聯(lián)軸器中間盤中間盤用夾布塑膠或尼龍用夾布塑膠或尼龍 制成的方形塊，結(jié)構(gòu)簡單，用于功率不大，中速和制成的方形塊，結(jié)構(gòu)簡單，用于功率不大，中速和 沖擊不大的場合。沖擊不大的場合。 半聯(lián)軸器半聯(lián)軸器1 1中間盤中間盤 半聯(lián)軸器半聯(lián)軸器3 3 機(jī)械設(shè)計 3.3.齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器由兩個具有外齒的半聯(lián)軸器由兩個具有外齒的半聯(lián)軸器1 1、3 3和兩個帶和兩個帶 內(nèi)齒及凸緣的外殼內(nèi)齒及凸緣的外殼2 2組成，兩外殼用螺栓相聯(lián)組成，兩外殼用螺栓相聯(lián) 外殼外殼2 2 半聯(lián)半聯(lián) 軸軸 器器1 1 半聯(lián)半聯(lián) 軸軸 器器3 3 齒式聯(lián)軸器所

7、用齒輪的齒廓曲線為漸開線，嚙合角為齒式聯(lián)軸器所用齒輪的齒廓曲線為漸開線，嚙合角為20，齒，齒 數(shù)一般為數(shù)一般為3080：由于有較多的齒參與工作，所以傳遞載荷：由于有較多的齒參與工作，所以傳遞載荷 能力大，廣泛應(yīng)用在重型機(jī)械中，它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重能力大，廣泛應(yīng)用在重型機(jī)械中，它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重 量較大制造較難，且成本較高。量較大制造較難，且成本較高。 機(jī)械設(shè)計 機(jī)械設(shè)計 十字軸萬向聯(lián)軸器十字軸萬向聯(lián)軸器 由兩個叉形零件1、3，十字形元件2和銷軸4、5等組成。兩 銷軸相互垂直配置并分別把兩個叉形零件與十字形元件連接起來 構(gòu)成萬向鉸鏈。因此，當(dāng)一軸的位置固定后另一軸可以在任意方 向偏斜，允許

8、偏斜角 4535 主要缺點(diǎn)是：若兩軸線不重合，即使主動軸等速轉(zhuǎn)動，從主要缺點(diǎn)是：若兩軸線不重合，即使主動軸等速轉(zhuǎn)動，從 動軸仍將為周期性的變速轉(zhuǎn)動。雙萬向聯(lián)器可避免這一缺點(diǎn)。動軸仍將為周期性的變速轉(zhuǎn)動。雙萬向聯(lián)器可避免這一缺點(diǎn)。 4. 萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器 機(jī)械設(shè)計 雙萬向聯(lián)軸器雙萬向聯(lián)軸器 機(jī)械設(shè)計 采用雙萬向聯(lián)軸器克服這一缺點(diǎn)時，必須使主動軸與中間采用雙萬向聯(lián)軸器克服這一缺點(diǎn)時，必須使主動軸與中間 軸的夾角和從動軸與中間軸的夾角相等，且中間軸兩端的叉形軸的夾角和從動軸與中間軸的夾角相等，且中間軸兩端的叉形 接頭位于同一平面內(nèi)時，其主、從動軸的角速度才相等，否則接頭位于同一平面內(nèi)時，其主、從

9、動軸的角速度才相等，否則 從動軸仍將為周期性的變速轉(zhuǎn)動。從動軸仍將為周期性的變速轉(zhuǎn)動。 優(yōu)點(diǎn)為能可靠的傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，可優(yōu)點(diǎn)為能可靠的傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，可 用于相交軸間的聯(lián)接，或有較大角位移的場合。用于相交軸間的聯(lián)接，或有較大角位移的場合。 機(jī)械設(shè)計 滾子鏈聯(lián)軸器是利用一公共滾子鏈（單排或雙排）同時與兩個齒數(shù)相同的 并列鏈輪相嚙合以實現(xiàn)兩軸相聯(lián)接的一種聯(lián)軸器（圖137）。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡 單，裝拆方便，徑向尺寸較小，效率高，具有一定的位移補(bǔ)償能力（徑向位移 x 002p, p為鏈節(jié)距；角位移小于1度)，使用壽命長（可達(dá)2萬小時）， 惡劣工作環(huán)境下（如高溫、潮濕、

10、多塵、油污等）也能工作，成本低。但若離 心力過大會加速各元件間的磨損和發(fā)熱，不宜用于很高速度的傳動，且由于緩 沖，吸振能力差，不宜在頻繁啟動和強(qiáng)烈沖擊下工作。 5. 滾子鏈聯(lián)軸器 機(jī)械設(shè)計 四）彈性聯(lián)軸器四）彈性聯(lián)軸器 . . 彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上類似凸緣聯(lián)軸器，也有兩個帶彈性套柱銷聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上類似凸緣聯(lián)軸器，也有兩個帶 凸緣的半聯(lián)軸器分別與主、從動軸相連。聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器凸緣的半聯(lián)軸器分別與主、從動軸相連。聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器 的不是簡單的螺栓，而是帶彈性套的柱銷。的不是簡單的螺栓，而是帶彈性套的柱銷。 半聯(lián) 軸器 半聯(lián) 軸器 螺栓 聯(lián)接 柱 銷 彈性 套

11、 機(jī)械設(shè)計 聯(lián)軸器軸孔結(jié)構(gòu)形式聯(lián)軸器軸孔結(jié)構(gòu)形式 機(jī)械設(shè)計 2.2. 彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，使用壽命結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，使用壽命 長，用于沖擊不大，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的中低速及轉(zhuǎn)矩較長，用于沖擊不大，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的中低速及轉(zhuǎn)矩較 大的軸。大的軸。 半聯(lián)軸半聯(lián)軸 器器 半聯(lián)軸半聯(lián)軸 器器 擋擋 環(huán)環(huán) 彈性柱彈性柱 銷銷 機(jī)械設(shè)計 3. 3. 輪胎式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器 機(jī)械設(shè)計 四、聯(lián)軸器的選擇四、聯(lián)軸器的選擇 1.聯(lián)軸器類型的選擇聯(lián)軸器類型的選擇 聯(lián)軸器類型主要是根據(jù)機(jī)器的工作特點(diǎn)，性能要求聯(lián)軸器類型主要是根據(jù)機(jī)器的工作特點(diǎn)，性能要求(如如 緩沖減振、補(bǔ)償軸線位移、安全保護(hù)等緩沖減振、補(bǔ)償軸

12、線位移、安全保護(hù)等)，結(jié)合聯(lián)軸器的，結(jié)合聯(lián)軸器的 性能選擇合適的類型。性能選擇合適的類型。 1) 對載荷平穩(wěn)、同軸度好、無相對位移的可選用剛對載荷平穩(wěn)、同軸度好、無相對位移的可選用剛 性聯(lián)軸器；性聯(lián)軸器； 2) 難以保持兩軸嚴(yán)格對中、有相對位移的應(yīng)選用撓難以保持兩軸嚴(yán)格對中、有相對位移的應(yīng)選用撓 性聯(lián)軸器；性聯(lián)軸器； 3) 對傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械對傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械(如起重機(jī)如起重機(jī))，可選用齒，可選用齒 輪聯(lián)軸器；輪聯(lián)軸器； 4) 對需有一定補(bǔ)償量，單向轉(zhuǎn)動而沖擊載荷不大的中對需有一定補(bǔ)償量，單向轉(zhuǎn)動而沖擊載荷不大的中 低速傳動的水平軸的連接，可選用滾子鏈聯(lián)軸器；低速傳動的水平軸的連接

13、，可選用滾子鏈聯(lián)軸器； 5) 對高速軸，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器；對高速軸，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器； 6)對軸線相交的兩軸則宜選擇萬向聯(lián)軸器。對軸線相交的兩軸則宜選擇萬向聯(lián)軸器。 機(jī)械設(shè)計 2、聯(lián)軸器的選用計算、聯(lián)軸器的選用計算 TcKT K 工作情況系數(shù)工作情況系數(shù) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器載荷系數(shù)載荷系數(shù)K 機(jī)械設(shè)計 18 2 離合器離合器 離離 合合 器器 外力操縱外力操縱 自動操縱自動操縱 機(jī)械離合器機(jī)械離合器 氣壓離合器氣壓離合器 液壓離合器液壓離合器 電磁離合器電磁離合器 超越離合器超越離合器 離心離合器離心離合器 安全離合器安全離合器 嚙合式嚙合式 摩擦式摩擦式 一、離合器的功用和分類一、離合器的功用和分

14、類 機(jī)械設(shè)計 二、常用離合器二、常用離合器 1)牙嵌離合器牙嵌離合器 牙嵌離合器主要由端面帶齒的兩個半離合器牙嵌離合器主要由端面帶齒的兩個半離合器 組成，通過齒面接觸來傳遞轉(zhuǎn)矩。組成，通過齒面接觸來傳遞轉(zhuǎn)矩。 No Image 1.操縱離合器操縱離合器 機(jī)械設(shè)計 牙嵌離合器的牙形有三角形、梯形、牙嵌離合器的牙形有三角形、梯形、 鋸齒形等鋸齒形等 。 No Image 機(jī)械設(shè)計 2)摩擦離合器摩擦離合器 摩擦離合器可以在不停車或主、從動軸轉(zhuǎn)速差較摩擦離合器可以在不停車或主、從動軸轉(zhuǎn)速差較 大的情況下進(jìn)行接合與分離，并且較為平穩(wěn)，但在接大的情況下進(jìn)行接合與分離，并且較為平穩(wěn)，但在接 合與分離過程中，兩摩擦盤間必然存在相對滑動，引合與分離過程中，兩摩擦盤間必然存在相對滑動，引 起摩擦片的發(fā)熱和磨損。起摩擦片的發(fā)熱和磨損。 摩擦離合器的類型很多，有單盤式、多盤式和圓摩擦離合器的類型很多，有單盤式、多盤式和圓 錐式。錐式。 機(jī)械設(shè)計 單盤式摩擦離合器單盤式摩擦離合器 機(jī)械設(shè)計 多盤式摩擦離合器多盤式摩擦離合器 機(jī)械設(shè)計 電磁操縱的廣多盤式摩擦離合器電磁操縱的廣多盤式摩擦離合器 機(jī)械設(shè)計 圓錐式摩擦離合器圓錐式摩擦離合器 機(jī)械設(shè)計 2. 自