第12章 聯(lián)軸器、離合器和制動器

1、12-2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器12-3 離合器離合器第十二章第十二章 聯(lián)軸器、離合器和制動器聯(lián)軸器、離合器和制動器12-1 概述概述12-4 制動器制動器12-1 概述概述聯(lián)軸器、離合器聯(lián)軸器、離合器:工作特點：工作特點：聯(lián)軸器用于剛性靜態(tài)聯(lián)接；而離合器則用聯(lián)軸器用于剛性靜態(tài)聯(lián)接；而離合器則用 于于兩軸之間的動態(tài)聯(lián)接。兩軸之間的動態(tài)聯(lián)接。作用：作用：主要用于主要用于將兩根軸聯(lián)接在一起，使它們一起旋將兩根軸聯(lián)接在一起，使它們一起旋 轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩。轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩。制動器：是對機器的運動件施加阻力或阻力矩，制動器：是對機器的運動件施加阻力或阻力矩，使其迅速減速或停止運動，以滿足機械工作要使其迅速減速或停止

2、運動，以滿足機械工作要求的裝置。求的裝置。聯(lián)軸器、離合器聯(lián)軸器、離合器大都已經(jīng)標準化了，可直接選用。大都已經(jīng)標準化了，可直接選用。工作條件和使用要求工作條件和使用要求=選類型選類型12-2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 一、一、聯(lián)軸器的分類聯(lián)軸器的分類 撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器有彈性原件有彈性原件無彈性原件無彈性原件y yx x x xy y軸向軸向二、剛性聯(lián)軸器二、剛性聯(lián)軸器1、套筒聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器組成：套筒、鍵或銷組成：套筒、鍵或銷特點：各零件間不能作相對運動，零件也都是剛性的。特點：各零件間不能作相對運動，零件也都是剛性的。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊、徑向尺寸小，組成零件少。優(yōu)點：

3、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、徑向尺寸小，組成零件少。缺點：裝拆不方便，徑向尺寸不能太大。缺點：裝拆不方便，徑向尺寸不能太大。應用：載荷不大，工作平穩(wěn)，兩軸嚴格對中的場合。應用：載荷不大，工作平穩(wěn)，兩軸嚴格對中的場合。2、凸緣聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：半聯(lián)軸器通過鍵與軸相聯(lián)，用螺栓將兩個半聯(lián)半聯(lián)軸器通過鍵與軸相聯(lián)，用螺栓將兩個半聯(lián) 軸器的凸緣聯(lián)接在一起。軸器的凸緣聯(lián)接在一起。普通凸緣普通凸緣聯(lián)軸器聯(lián)軸器絞制孔螺栓絞制孔螺栓 型式：型式：有對中榫的凸緣聯(lián)軸器有對中榫的凸緣聯(lián)軸器普通凸緣聯(lián)軸器普通凸緣聯(lián)軸器-靠鉸制孔螺栓對中?？裤q制孔螺栓對中。-靠榫頭對中?？块绢^對中。普通螺栓普通螺栓 對中榫對中榫 制造與安

4、裝要求：制造與安裝要求：半聯(lián)軸器的凸緣端面應與軸線垂直，半聯(lián)軸器的凸緣端面應與軸線垂直， 安裝時應使兩軸精確對中。安裝時應使兩軸精確對中。9090材料：材料：一般用鑄鐵、當重載或一般用鑄鐵、當重載或 V30 m/sV30 m/s時，用鑄時，用鑄 鋼或鍛鋼鋼或鍛鋼 。特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、傳遞扭矩較大，但不能結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、傳遞扭矩較大，但不能 緩沖減振緩沖減振 。應用：應用：用于載荷較平穩(wěn)、中高速或用于載荷較平穩(wěn)、中高速或傳動要求較高的場合的兩軸聯(lián)接。傳動要求較高的場合的兩軸聯(lián)接。該聯(lián)軸器已經(jīng)標準化。該聯(lián)軸器已經(jīng)標準化。1 1）十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：兩個端面開有

5、徑向凹槽的半聯(lián)軸器，兩端各具兩個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)成移動副。中，構(gòu)成移動副。工作工作原理：原理：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動。槽內(nèi)滑動。優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易?；瑝K因偏心產(chǎn)生離心結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。滑塊因偏心產(chǎn)生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。應用：中低速場合應用：中低速場合 y y三、撓性聯(lián)軸器三、撓性聯(lián)軸器1 1、無彈性元件的撓聯(lián)軸器、無彈性元件的撓聯(lián)軸器2 2）十

6、字軸萬向聯(lián)軸器十字軸萬向聯(lián)軸器作用：作用：用于傳遞兩相交軸之用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳間的動力和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。還可以改變。共軸、 有夾角單萬向聯(lián)軸器單萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈與中兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈與中間的間的“十字形十字形”構(gòu)件相聯(lián)，構(gòu)件相聯(lián)，“十字形十字形”構(gòu)件的中心位構(gòu)件的中心位于兩軸交點處，于兩軸交點處，=0=04545軸間角為軸間角為 ：2.雙萬向鉸鏈機構(gòu)雙萬向鉸鏈機構(gòu)將兩個單萬向鉸鏈機構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬向鉸鏈機構(gòu)。將兩個單萬向鉸鏈機構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬向鉸

7、鏈機構(gòu)。安裝要求：安裝要求：主動、從動、中間三軸共面；主動、從動、中間三軸共面；主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾 角應相等；角應相等；中間軸兩端的叉頭應在同一平面內(nèi)。中間軸兩端的叉頭應在同一平面內(nèi)。C2121C為了消除從動軸變速轉(zhuǎn)動的缺點，常優(yōu)點：優(yōu)點：有較大的角度補償能力，結(jié)構(gòu)緊湊、有較大的角度補償能力，結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高。傳動效率高。應用：應用：廣泛應用于汽車、拖拉機、機床、廣泛應用于汽車、拖拉機、機床、起重機、軋鋼等機械傳動系統(tǒng)中。起重機、軋鋼等機械傳動系統(tǒng)中。3 3、齒式聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：兩個有內(nèi)齒的外殼，兩個有外齒的套

8、筒，兩者齒兩個有內(nèi)齒的外殼，兩個有外齒的套筒，兩者齒數(shù)相同，外齒做成球形齒頂?shù)难凝X。套筒與軸用鍵聯(lián)數(shù)相同，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)儲存潤滑油。接，兩外殼用螺栓聯(lián)接。兩端密封，空腔內(nèi)儲存潤滑油。功用：功用：能補償軸不對中和偏斜。能補償軸不對中和偏斜。 優(yōu)點：優(yōu)點：傳遞扭矩大、能補償傳遞扭矩大、能補償綜合位移。綜合位移。缺點：缺點：結(jié)構(gòu)笨重、造價高。結(jié)構(gòu)笨重、造價高。應用：應用：用于高速重載傳動。用于高速重載傳動。1）彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器 2、有彈性元件的撓性聯(lián)軸器有彈性元件的撓性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：外觀與凸緣聯(lián)軸器相似，用

9、帶橡膠彈性套外觀與凸緣聯(lián)軸器相似，用帶橡膠彈性套的柱銷聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器。的柱銷聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器。預留安裝空間以便與更換橡膠套預留安裝空間以便與更換橡膠套 A預留間隙以補償預留間隙以補償軸向位移。軸向位移。c圓柱孔圓柱孔圓錐孔圓錐孔能補償綜合位移，有緩沖減振的能補償綜合位移，有緩沖減振的能力，適用于多部載荷，頻繁起能力，適用于多部載荷，頻繁起動，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的傳動中。動，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的傳動中。2）彈性柱銷聯(lián)軸器）彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯(lián)軸器凸緣的孔用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯(lián)軸器凸緣的孔中。中。尼龍銷尼龍銷擋板擋板cc銷與擋板之銷與擋板之間留有間隙間留有間隙結(jié)構(gòu)簡單、更

10、換柱銷方便。結(jié)構(gòu)簡單、更換柱銷方便。特點：特點：上述兩種聯(lián)軸器的動力通過彈性上述兩種聯(lián)軸器的動力通過彈性元件傳遞，緩和沖擊、吸收振動。元件傳遞，緩和沖擊、吸收振動。應用：應用：適用于正反向變化多，啟適用于正反向變化多，啟動動 頻繁的高速軸。頻繁的高速軸。適用范圍：適用范圍：-12-12t t660 0， v8000 r/minv8000 r/min 對溫度敏感。對溫度敏感。能補償較大的軸向位移，能補償較大的軸向位移，并允許微量的徑向位移并允許微量的徑向位移和角位移。和角位移。兩種柱銷3）梅花形彈性聯(lián)軸器）梅花形彈性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：中間為橡膠制成的梅花形彈性元件，兩邊為兩中間為橡膠制成的梅花形

11、彈性元件，兩邊為兩個半個半聯(lián)聯(lián)軸器。軸器。特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單、承載能力高，維護方便，允許較大結(jié)構(gòu)簡單、承載能力高，維護方便，允許較大的綜合位移。的綜合位移。應用：應用：適用于啟動頻繁、正反向運轉(zhuǎn)、有沖適用于啟動頻繁、正反向運轉(zhuǎn)、有沖擊振動、有較大軸向位移、潮濕多塵的場合。擊振動、有較大軸向位移、潮濕多塵的場合。適用范圍：適用范圍：5 51212， x0.02Dx0.02D y0.01Dy0.01D，n5000 r/minn5000 r/min 聯(lián)軸器、離合器大都已經(jīng)標準化了，可直接選用。聯(lián)軸器、離合器大都已經(jīng)標準化了，可直接選用。工作條件工作條件=選類型選類型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速軸徑軸徑=確定型

12、號與規(guī)格確定型號與規(guī)格計算轉(zhuǎn)矩：計算轉(zhuǎn)矩： Tca=KTTK為工作情況系數(shù)；為工作情況系數(shù)；T為工作轉(zhuǎn)矩；為工作轉(zhuǎn)矩；四、聯(lián)軸器的選擇四、聯(lián)軸器的選擇1 1、聯(lián)軸器類型選擇聯(lián)軸器類型選擇低速、剛性大的短軸低速、剛性大的短軸-剛性剛性聯(lián)聯(lián)軸器軸器低速、剛性小的長軸低速、剛性小的長軸-無彈性元件的撓性無彈性元件的撓性聯(lián)聯(lián)軸器軸器高速、有振動和沖擊的機械高速、有振動和沖擊的機械-有彈性元件的撓性有彈性元件的撓性聯(lián)聯(lián)軸器軸器傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機械傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機械-齒式齒式聯(lián)聯(lián)軸器軸器軸線位置有較大變動的兩軸軸線位置有較大變動的兩軸-十字軸萬向十字軸萬向聯(lián)聯(lián)軸器軸器2 2、聯(lián)軸器型號的選擇聯(lián)軸器型

13、號的選擇表表18-1 工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)K工工 作作 機機 原動機為電動機時原動機為電動機時發(fā)電機、小型通風機、小型離心機發(fā)電機、小型通風機、小型離心機 1.3透平壓縮機、木工機械、輸送機透平壓縮機、木工機械、輸送機 1.5攪拌機、增壓機、有飛輪的壓縮機攪拌機、增壓機、有飛輪的壓縮機 1.7織布機、水泥攪拌機、拖拉機織布機、水泥攪拌機、拖拉機 1.9挖掘機、起重機、碎石機、造紙機械挖掘機、起重機、碎石機、造紙機械 2.3例例12-1 12-1 電動機經(jīng)減速器帶動水泥攪拌機工作。已知電動電動機經(jīng)減速器帶動水泥攪拌機工作。已知電動機工率機工率P=11kWP=11kW，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n=970r/m

14、inn=970r/min，電動機的軸徑和與之相電動機的軸徑和與之相連的減速器的輸入軸徑均為連的減速器的輸入軸徑均為42mm42mm，試選擇電動機與減速器試選擇電動機與減速器之間的聯(lián)軸器。之間的聯(lián)軸器。解：解：1 1、選擇聯(lián)軸器類型選擇聯(lián)軸器類型由于水泥攪拌機的載荷為沖擊載荷，為了減緩沖擊由于水泥攪拌機的載荷為沖擊載荷，為了減緩沖擊與振動，先用彈性套柱銷聯(lián)軸器。與振動，先用彈性套柱銷聯(lián)軸器。2 2、載荷計算載荷計算 聯(lián)軸器所傳遞的工作轉(zhuǎn)矩為聯(lián)軸器所傳遞的工作轉(zhuǎn)矩為mmNnPT108299970111055.91055.966由表由表12-112-1查得，工作情況系數(shù)查得，工作情況系數(shù)K=1.9K

15、=1.9，則計算轉(zhuǎn)矩則計算轉(zhuǎn)矩mNmmNKTTca8 .2052057681082999 .1根據(jù)已知條件從設計手冊或附表根據(jù)已知條件從設計手冊或附表2 2中查得，中查得，TL6TL6型彈性套柱型彈性套柱聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為T=250NmT=250Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為許用最大轉(zhuǎn)速為3800r/min3800r/min，允許的軸徑在允許的軸徑在3242mm3242mm之間，滿足要求。之間，滿足要求。機械式離合器機械式離合器控制方式控制方式超越離合器超越離合器液壓離合器液壓離合器操縱式離合器操縱式離合器12-3離合器離合器一、離合器的分類一、離合器的分類嵌入式離合器嵌入式離合器工作

16、原理工作原理摩擦式離合器摩擦式離合器電磁離合器電磁離合器自動式離合器自動式離合器氣壓離合器氣壓離合器離心離合器離心離合器安全離合器安全離合器二、牙嵌式離合器二、牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環(huán)組成。由端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環(huán)組成。 工作原理：工作原理： 利用操縱桿移動滑環(huán)，實現(xiàn)兩套筒的結(jié)合與分離。利用操縱桿移動滑環(huán)，實現(xiàn)兩套筒的結(jié)合與分離。 固定套筒固定套筒活動套筒活動套筒滑環(huán)滑環(huán)對中環(huán)對中環(huán)牙型牙型矩矩 形形梯梯 形形鋸齒形鋸齒形-傳遞較大轉(zhuǎn)矩、牙數(shù)為傳遞較大轉(zhuǎn)矩、牙數(shù)為315梯形牙可以補償磨損后的牙側(cè)間隙。梯形牙可以補償磨損后的牙側(cè)間隙。鋸齒形只能

17、單向工作。鋸齒形只能單向工作。反轉(zhuǎn)時具有較大的軸向分力，會迫使離合器自行分離。制造要求：制造要求：各牙應精確等分，以使載荷均勻分布。各牙應精確等分，以使載荷均勻分布。特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。結(jié)構(gòu)簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。三、三、摩擦離合器摩擦離合器1231 1、單片式圓盤、單片式圓盤摩擦離合器摩擦離合器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由固定圓盤由固定圓盤1、活動圓盤、活動圓盤2、滑環(huán)、滑環(huán)3組成。組成。 工作原理：工作原理：移動滑環(huán)，可實現(xiàn)兩圓盤的結(jié)合與分離，靠移動滑環(huán)，可實現(xiàn)兩圓盤的結(jié)合與分離，靠摩擦力帶動從動軸轉(zhuǎn)動。摩擦力帶動從動軸轉(zhuǎn)動。 缺點：缺點：結(jié)合過程中不可避免出

18、結(jié)合過程中不可避免出現(xiàn)打滑，引起磨損和發(fā)熱；傳現(xiàn)打滑，引起磨損和發(fā)熱；傳遞轉(zhuǎn)矩小，徑向尺寸大。遞轉(zhuǎn)矩小，徑向尺寸大。 2. 2.過載時打滑，起保護作用；過載時打滑，起保護作用； 3. 3.結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動小。結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動小。優(yōu)點：優(yōu)點： 1.1.在任何轉(zhuǎn)速條件下兩軸都在任何轉(zhuǎn)速條件下兩軸都可以進行結(jié)合；可以進行結(jié)合；Fa213FaRf主動摩擦片主動摩擦片杠桿杠桿滑環(huán)滑環(huán)工作原理：工作原理：移動滑移動滑環(huán)，通過杠桿作用，環(huán)，通過杠桿作用，壓緊或放松磨擦片，壓緊或放松磨擦片，來實現(xiàn)兩軸的結(jié)合與來實現(xiàn)兩軸的結(jié)合與分離。分離。 調(diào)整螺母調(diào)整螺母被動摩擦片被動摩擦片2 2、多片式圓盤、多片式

19、圓盤摩擦離合器摩擦離合器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：多個摩擦片疊加在一起；多個摩擦片疊加在一起；優(yōu)點：優(yōu)點：徑向尺寸小，徑向尺寸小，傳遞轉(zhuǎn)矩大。傳遞轉(zhuǎn)矩大。摩擦片數(shù)量摩擦片數(shù)量z z傳遞扭矩傳遞扭矩T 但但z z過大將使各層間壓過大將使各層間壓力不均勻，一般取力不均勻，一般取: : z=1215當外環(huán)反向轉(zhuǎn)動時，則帶動滾當外環(huán)反向轉(zhuǎn)動時，則帶動滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置，離合器處于分離的寬敞位置，離合器處于分離狀態(tài)。狀態(tài)。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧推桿等零件組成。由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧推桿等零件組成。工作原理：工作原理：當外環(huán)逆時鐘轉(zhuǎn)動時，以摩擦當外環(huán)逆時鐘轉(zhuǎn)動時，以摩擦力帶動滾柱向前滾動，進一步力帶動滾柱向前滾動，進一步楔緊內(nèi)外接觸面，從而驅(qū)動星楔緊內(nèi)外接觸面，從而驅(qū)動星輪一起旋轉(zhuǎn)。輪一起旋轉(zhuǎn)。 滾柱式超越離合器滾柱式超越離合器 四、超越四、超