聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)老師講課課件

1、教學(xué)要求、重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)要求、重點(diǎn)與難點(diǎn)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器第三節(jié)第三節(jié) 離合器離合器第四節(jié)第四節(jié) 制動(dòng)器制動(dòng)器小小 結(jié)結(jié)作作 業(yè)業(yè)第第17章章 聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器教學(xué)要求、重點(diǎn)與難點(diǎn) 一、教學(xué)要求 了解常用聯(lián)軸器、離合器的主要類型和用途；了解常用聯(lián)軸器、離合器的主要類型和用途；了解常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)、影響了解常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)、影響工作性能的因素，以及選擇方法；了解常用離合工作性能的因素，以及選擇方法；了解常用離合器的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能、特點(diǎn)、及選擇方法。器的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能、特點(diǎn)、及選擇方法。 二、教

2、學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：重點(diǎn)：最常用的幾種聯(lián)軸器特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；最常用的幾種聯(lián)軸器特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；區(qū)別聯(lián)軸器和離合器。區(qū)別聯(lián)軸器和離合器。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：聯(lián)軸器和離合器類型的選擇與確定。聯(lián)軸器和離合器類型的選擇與確定。 聯(lián)軸器與離合器的異同點(diǎn)：聯(lián)軸器與離合器的異同點(diǎn)： 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：聯(lián)接兩軸傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有停車后 經(jīng)拆卸才能分離。 離合器聯(lián)接的兩軸可在機(jī)器工作中方便地實(shí)現(xiàn)分離與接合。制動(dòng)器：對(duì)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)件施加阻力或阻力矩，使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度降低或迫使機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。第一節(jié)概第一節(jié)概 述述軸向位移 徑向位移角位移 綜合位移軸的相對(duì)位移軸的相對(duì)位移第二節(jié)第二節(jié)

3、 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器齒輪聯(lián)軸器齒輪聯(lián)軸器可以補(bǔ)償位移可以補(bǔ)償位移套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器無(wú)位移補(bǔ)償能力無(wú)位移補(bǔ)償能力對(duì)中性要求高。對(duì)中性要求高。無(wú)彈性元件有彈性元件緩沖吸振，用于起動(dòng)緩沖吸振，用于起動(dòng)頻繁、高速變載以及頻繁、高速變載以及經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。彈性圈柱銷聯(lián)軸器彈性圈柱銷聯(lián)軸器尼龍柱銷聯(lián)軸器尼龍柱銷聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器 一、聯(lián)軸器的類型（可移式剛性聯(lián)軸器）1、套筒聯(lián)軸器 二、剛性聯(lián)軸器 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不能緩沖、吸振。 適用于兩軸嚴(yán)格對(duì)中、載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合。2、凸緣聯(lián)軸器 特點(diǎn)：結(jié)

4、構(gòu)簡(jiǎn)單，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，但不能緩沖、吸振。 適用于兩軸嚴(yán)格對(duì)中、載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合。型式：型式：有對(duì)中榫的凸緣聯(lián)軸器有對(duì)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(duì)中?？裤q制孔螺栓對(duì)中。-靠榫頭對(duì)中?？块绢^對(duì)中。1、十字滑塊聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器 123特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高時(shí)，十字滑塊因偏心離心力大，磨損快。 適用于低速，三、無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器min/300rn 2、齒式聯(lián)軸器 優(yōu)點(diǎn)：傳遞轉(zhuǎn)矩較大，補(bǔ)償適量的綜合位移。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)笨重，成本較大。適用于重型機(jī)械。R鼓形齒R1Ra直齒3、萬(wàn)向聯(lián)軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器 1) 1) 單萬(wàn)向聯(lián)軸器的速度特性：當(dāng)主動(dòng)叉是等角速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)叉是變角速轉(zhuǎn)單萬(wàn)向聯(lián)

5、軸器的速度特性：當(dāng)主動(dòng)叉是等角速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)叉是變角速轉(zhuǎn) 動(dòng)。動(dòng)。 如圖所示，假設(shè)叉軸如圖所示，假設(shè)叉軸1 1以等角速以等角速1 1旋轉(zhuǎn)，當(dāng)萬(wàn)向節(jié)處于圖旋轉(zhuǎn)，當(dāng)萬(wàn)向節(jié)處于圖a a所示位置時(shí)，所示位置時(shí)，A A點(diǎn)點(diǎn)的瞬時(shí)線速度可從叉軸的瞬時(shí)線速度可從叉軸1 1和叉軸和叉軸2 2兩個(gè)方面求出：兩個(gè)方面求出： V VA A=1 1r=r=2 2rcos rcos 所以所以2 2=1 1/cos /cos 此時(shí)此時(shí)2 21 1 當(dāng)叉軸當(dāng)叉軸1 1轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)過(guò)90900 0至圖至圖b b所示位置時(shí)，十字軸上所示位置時(shí)，十字軸上B B點(diǎn)的瞬時(shí)線速度可從叉軸點(diǎn)的瞬時(shí)線速度可從叉軸1 1和叉和叉軸軸2 2兩個(gè)方面

6、求出：兩個(gè)方面求出： V VB B=1 1rcos=rcos=2 2r r 所以所以2 2=1 1cos cos 此時(shí)此時(shí)2 21 1 a) b) coscos121 設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云雙萬(wàn)向聯(lián)軸器雙萬(wàn)向聯(lián)軸器將兩個(gè)單萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)。將兩個(gè)單萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)。安裝要求：安裝要求：主動(dòng)、從動(dòng)、中間三軸共面；主動(dòng)、從動(dòng)、中間三軸共面；主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾 角應(yīng)相等；角應(yīng)相等；中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。C2121C四、彈性元件撓性聯(lián)軸器四、彈性

7、元件撓性聯(lián)軸器 1、彈性套柱銷聯(lián)軸器 LsdD11:10圓錐形孔圓柱形孔短圓柱形孔特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，能緩沖、吸振。但彈性圈易損壞，壽命低。用于中、小載荷的高速軸上。2、彈性柱銷聯(lián)軸器 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，傳遞轉(zhuǎn)矩能力較大，能緩沖、吸振，補(bǔ)償位移較小。適用于正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)頻繁的高低速軸。設(shè)計(jì)：潘存云3、輪胎式彈性聯(lián)軸器、輪胎式彈性聯(lián)軸器特點(diǎn)：特點(diǎn)：輪胎環(huán)輪胎環(huán)D D止退墊板止退墊板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于變形。允結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于變形。允許較大的綜合位移。適用許較大的綜合位移。適用于啟動(dòng)頻繁、正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、于啟動(dòng)頻繁、正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、有沖擊振動(dòng)、有較大軸向有沖擊振動(dòng)、有較大軸向位移、潮濕多塵的場(chǎng)合。位移

8、、潮濕多塵的場(chǎng)合。四、聯(lián)軸器的選擇四、聯(lián)軸器的選擇1、選聯(lián)軸器類型；2、計(jì)算傳遞的扭矩；3、確定聯(lián)軸器型號(hào)。 用于的場(chǎng)合。 用于場(chǎng)合。用于載荷和速度變化較大處，同軸度不易保證的場(chǎng)合。計(jì)算轉(zhuǎn)矩：計(jì)算轉(zhuǎn)矩： T Tc c=K=KA AT TK KA A為工況系數(shù)；為工況系數(shù)；T T為名義轉(zhuǎn)矩；為名義轉(zhuǎn)矩；maxnnTTc 表表17-1 工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)KA工工 作作 機(jī)機(jī) 原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)時(shí)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)、小型通風(fēng)機(jī)、小型離心機(jī)發(fā)電機(jī)、小型通風(fēng)機(jī)、小型離心機(jī) 1.3透平壓縮機(jī)、木工機(jī)械、輸送機(jī)透平壓縮機(jī)、木工機(jī)械、輸送機(jī) 1.5攪拌機(jī)、增壓機(jī)、有飛輪的壓縮機(jī)攪拌機(jī)、增壓機(jī)、有飛輪的壓

9、縮機(jī) 1.7織布機(jī)、水泥攪拌機(jī)、拖拉機(jī)織布機(jī)、水泥攪拌機(jī)、拖拉機(jī) 1.9挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)、造紙機(jī)械挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)、造紙機(jī)械 2.3例例17-l 17-l 電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器拖動(dòng)水泥攪拌機(jī)工作。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器拖動(dòng)水泥攪拌機(jī)工作。已知電動(dòng)機(jī)的功率已知電動(dòng)機(jī)的功率P P11 kW11 kW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n n970970 r/min r/min，電動(dòng)機(jī)軸的直徑和減速器輸入軸的直徑均為電動(dòng)機(jī)軸的直徑和減速器輸入軸的直徑均為 42 42 mmmm，試選擇電動(dòng)機(jī)與減速器之間的聯(lián)軸器。，試選擇電動(dòng)機(jī)與減速器之間的聯(lián)軸器。解：（解：（1 1）選擇類型：為了緩和沖擊和減輕振動(dòng)，）選擇類型：為了緩和沖擊和

10、減輕振動(dòng)，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。1195509550970PTn108108 NmNm（2 2）求計(jì)算轉(zhuǎn)矩）求計(jì)算轉(zhuǎn)矩 由表由表 17-117-1查得，工作機(jī)為水泥攪拌機(jī)時(shí)工作查得，工作機(jī)為水泥攪拌機(jī)時(shí)工作情況系數(shù)情況系數(shù)K KA A=1.9=1.9，故計(jì)算轉(zhuǎn)矩，故計(jì)算轉(zhuǎn)矩1.9108205cATK TNm 由設(shè)計(jì)手冊(cè)中選取彈性套柱銷聯(lián)軸器由設(shè)計(jì)手冊(cè)中選取彈性套柱銷聯(lián)軸器TL 6TL 6。它。它的公稱扭矩（即許用轉(zhuǎn)矩）為的公稱扭矩（即許用轉(zhuǎn)矩）為 250 Nm250 Nm，半聯(lián)軸，半聯(lián)軸器材料為鋼時(shí)，許用轉(zhuǎn)速為器材料為鋼時(shí)，許用轉(zhuǎn)速為 3800 r/min3800 r/m

11、in，允許的，允許的軸孔直徑在軸孔直徑在32-42 mm32-42 mm之間。以上數(shù)據(jù)均能滿足本題之間。以上數(shù)據(jù)均能滿足本題的要求，故合用。的要求，故合用。 （3 3）確定型號(hào)）確定型號(hào)一、離合器的要求一、離合器的要求 離合器應(yīng)該操縱方便省力、離合迅速平穩(wěn)、動(dòng)作準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。二、離合器的分類二、離合器的分類 機(jī)械式離合器 氣動(dòng)式離合器 外力操縱 液壓式離合器 電磁式離合器 超越離合器 自動(dòng)操縱 離心離合器 安全離合器 離合器第三節(jié)第三節(jié) 離合器離合器 設(shè)計(jì)：潘存云1、牙嵌式離合器、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(dòng)套筒、對(duì)中環(huán)組成。由端面帶牙的固定套筒、活動(dòng)套筒、對(duì)中環(huán)組成。

12、 固定套筒固定套筒活動(dòng)套筒活動(dòng)套筒滑環(huán)滑環(huán)對(duì)中環(huán)對(duì)中環(huán)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外廓尺寸小，能特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外廓尺寸小，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，只宜在兩軸靜止傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，只宜在兩軸靜止或轉(zhuǎn)速差很小時(shí)接合或分離?；蜣D(zhuǎn)速差很小時(shí)接合或分離。牙型牙型303040402 28 82 28 86060三角形三角形梯梯 形形鋸齒形鋸齒形-傳遞中小轉(zhuǎn)矩傳遞中小轉(zhuǎn)矩-傳遞較大轉(zhuǎn)矩傳遞較大轉(zhuǎn)矩梯形牙可以補(bǔ)償磨損后的牙側(cè)間隙。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。鋸齒形只能單向工作。制造要求：制造要求：各牙應(yīng)精確等分，以使載荷均勻分布。各牙應(yīng)精確等分，以使載荷均勻分布。設(shè)計(jì)：潘存云2、摩擦離合器、摩擦離合器1

13、23a a、單片式圓盤、單片式圓盤摩擦離合器摩擦離合器缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)合過(guò)程中不可避結(jié)合過(guò)程中不可避免出現(xiàn)打滑，引起磨損和免出現(xiàn)打滑，引起磨損和發(fā)熱；發(fā)熱； 2. 2.過(guò)載時(shí)打滑，起保護(hù)作用；過(guò)載時(shí)打滑，起保護(hù)作用； 3. 3.結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動(dòng)小。結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動(dòng)小。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 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(jìn)行結(jié)合；可以進(jìn)行結(jié)合；Fa213FaRf摩擦扭矩摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf設(shè)計(jì)：潘存云主動(dòng)摩擦片主動(dòng)摩擦片杠桿杠桿滑環(huán)滑環(huán)調(diào)整螺母調(diào)整螺母被動(dòng)摩擦片被動(dòng)摩擦片b b、多片式圓盤、多片式圓盤摩擦離合器摩擦離合器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多個(gè)摩擦片疊加在

14、一起；多個(gè)摩擦片疊加在一起；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(guò)大將使各層間壓力不均勻，一般取過(guò)大將使各層間壓力不均勻，一般取: : z=1215摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax= z Fa f Rfz Fa f (D1 +D2)=4 KA T4 Fap =(D1 +D2)表面壓強(qiáng)表面壓強(qiáng):p D1D23 3、磁粉離合器、磁粉離合器4 4、安全離合器、安全離合器安全離合器：具有過(guò)載保護(hù)作用。安全離合器：具有過(guò)載保護(hù)作用。（1 1）牙嵌式安全離合器牙嵌式安全離合器：當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過(guò)限定值時(shí)，接合牙傷的軸向力克服彈簧：當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過(guò)限定值時(shí)，接合牙傷的軸向力克服彈簧壓緊力和摩擦阻力而使離合器

15、分離。壓緊力和摩擦阻力而使離合器分離。（2 2）摩擦式安全離合器摩擦式安全離合器：無(wú)操縱結(jié)構(gòu)，用彈簧力將摩擦片壓緊。過(guò)載時(shí)，摩：無(wú)操縱結(jié)構(gòu)，用彈簧力將摩擦片壓緊。過(guò)載時(shí)，摩擦片打滑。擦片打滑。 5.定向(超越)離合器 三、離合器的選擇三、離合器的選擇 離合器的選擇首先是根據(jù)工作條件和使用要求，離合器的選擇首先是根據(jù)工作條件和使用要求，確定離合器類型，然后根據(jù)軸徑、計(jì)算轉(zhuǎn)矩和確定離合器類型，然后根據(jù)軸徑、計(jì)算轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的大小查手冊(cè)選用型號(hào)。轉(zhuǎn)速的大小查手冊(cè)選用型號(hào)。與聯(lián)軸器相同，應(yīng)滿足：與聯(lián)軸器相同，應(yīng)滿足：TcT nn TcT nn abF1cQF21、帶式制動(dòng)器 塊式塊式制動(dòng)器工作原理圖制動(dòng)器工作原理圖 2、塊式制動(dòng)器 3、內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器 1.制動(dòng)踏板 2.推桿 3.主缸活塞 4.制動(dòng)主缸 5.油管 6.制動(dòng)輪缸 7.輪缸活塞 8.制動(dòng)鼓 9.摩擦片 10.制動(dòng)蹄 11.制動(dòng)底板 12.支承銷 13.制動(dòng)蹄回位彈簧 本章小結(jié) 1.聯(lián)軸器、離合器型號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化，它們的設(shè)計(jì)主要是從標(biāo)準(zhǔn)化的類型中選擇。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，再按設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選擇滿足設(shè)計(jì)要求的聯(lián)軸器、離合器；