哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程授課老師趙小力第講

13.1概述聯(lián)軸器和離合器主要用作軸與軸之間的聯(lián)接，以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器必須在機(jī)器停車后，經(jīng)過拆卸才能使兩軸結(jié)合或分離。第十三章聯(lián)軸器、離合器和制動器離合器在機(jī)器工作中可隨時(shí)使兩軸結(jié)合或分離。制動器是用來迫使機(jī)器迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)或減低機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的機(jī)械裝置。特點(diǎn)：隨時(shí)控制啟動和停車；控制變速和換檔；過載安全保護(hù)。13.1概述聯(lián)軸器和離合器的選用：1）確定需要傳遞的轉(zhuǎn)矩T2）根據(jù)工作條件、載荷特征選擇類型；3）根據(jù)名義轉(zhuǎn)矩T求出計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc為:K—載荷系數(shù)4）根據(jù)d,n,TC選擇具體型號；工況和要求類型d,n,Tc查標(biāo)準(zhǔn)定型號13.1概述聯(lián)軸器和離合器已標(biāo)準(zhǔn)化，故要學(xué)會如何選用。13.2聯(lián)軸器xyαyxα軸向位移徑向位移角位移綜合位移相對位移誤差：制造，安裝，受載變形和溫度變化后果：聯(lián)軸器、軸和軸承中產(chǎn)生附加載荷，引起磨損和振動13.2聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器:剛性聯(lián)軸器:要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴(yán)格對中常用類型有:套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器無彈性元件的撓性聯(lián)軸器:可以通過兩半聯(lián)軸器間的相對運(yùn)動來補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的相對位移。常用類型有:十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器有彈性元件的撓性聯(lián)軸器具有吸收振動和緩解沖擊的能力，而且能夠通過彈性元件的變形來補(bǔ)償兩軸的相對位移。其常用類型有:彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器有彈性元件的撓性聯(lián)軸器：一、固定式剛性聯(lián)軸器1.套筒聯(lián)軸器（整體式結(jié)構(gòu)）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，徑向尺寸小。缺點(diǎn)：裝拆時(shí)軸需要做軸向移動。場合：徑向尺寸緊湊或空間受限制的低速、輕載、無沖擊聯(lián)接不具備軸向、徑向和角度的補(bǔ)償性能2.夾殼聯(lián)軸器（剖分式結(jié)構(gòu)）優(yōu)點(diǎn)：裝拆方便缺點(diǎn)：徑向尺寸大，動平衡較差場合：低速結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，常用鑄鐵鑄造成型，那么聯(lián)接螺栓為什么交叉布置？3.凸緣聯(lián)軸器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低、傳遞轉(zhuǎn)矩大；缺點(diǎn)：缺乏偏移補(bǔ)償能力，對中心要求高，拆卸不便；場合：最為廣泛應(yīng)用的剛性聯(lián)軸器。傳力：鉸制孔用螺栓對中：鉸制孔用螺栓傳力：摩擦力對中：凸榫與凹槽對中榫凸緣聯(lián)軸器普通凸緣聯(lián)軸器對中+傳力？剛性聯(lián)軸器主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格較低。

缺點(diǎn)：1）無法補(bǔ)償兩軸偏斜和位移，對兩軸的對中性要求較高。2）聯(lián)軸器中都是剛性零件，缺乏緩沖、吸振能力。應(yīng)用時(shí)若兩軸偏斜時(shí)將引起附加應(yīng)力，使軸、軸承和軸上零件工作條件惡化。二、無彈性元件的撓性聯(lián)軸器1.十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器允許的位移允許的角位移優(yōu)點(diǎn)：徑向尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單缺點(diǎn)：滑塊與凹槽間有摩損，需潤滑；場合：十字滑塊因徑向位移會產(chǎn)生較大離心力，常用于低速.優(yōu)點(diǎn)：傳傳遞轉(zhuǎn)矩矩大,外形尺寸寸緊湊,工作可靠靠；缺點(diǎn)：結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，成本本高，間間隙大有有沖擊；；場合：常常用于低低速的重重型機(jī)械械中。允許角位位移允許的徑徑向位移移允許的軸軸向位移移2.齒輪聯(lián)軸軸器潤滑油+密封圈3.萬向聯(lián)軸軸器當(dāng)一軸固固定時(shí),另一軸可可以在任任意方向向偏斜α角,角位移最最大可達(dá)達(dá)45o。當(dāng)主動軸軸以等角角速度回轉(zhuǎn)時(shí),從動軸的的角速度度將在一定定范圍內(nèi)作周期期性的變變化,從而引起起動載荷荷。為消除從從動軸的的速度波波動,通常將萬萬向聯(lián)軸軸器成對使用用,并使中間間軸的兩個叉子子位于同一平面面上,還應(yīng)使主、從動動軸的軸軸線與中中間軸的的軸線間間的偏斜斜角相相等等，轉(zhuǎn)速不不宜太高高。小型萬向向聯(lián)軸節(jié)節(jié)的結(jié)構(gòu)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：具具有較大大的角向向補(bǔ)償能能力，結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊湊，傳動動效率高高；缺點(diǎn)：在在傳動中中將產(chǎn)生生附加動動載荷，，轉(zhuǎn)速不不宜過高高；場合：重重載、中中載、輕輕載等中中低速的的場合，，如機(jī)床床、汽車車。上述無彈彈性元件件的撓性性聯(lián)軸器器的特點(diǎn)點(diǎn)：1）聯(lián)軸器器中都是是剛性零零件，缺缺乏緩沖沖、吸振振能力；；2）作相相對滑滑動的的零件件為易易損件件，磨磨損后后間隙隙變大大，在在載荷荷和速速度變變化時(shí)時(shí)會造造成沖沖擊。。3）滑動動零件件間的的摩擦擦阻力力隨載載荷增增大而而增大大，阻阻力大大到使使零件件移動動發(fā)生生困難難時(shí)，，聯(lián)軸軸器和和軸將將受附附加動動載荷荷的作作用。。無彈性性元件件的撓撓性聯(lián)聯(lián)軸器器滾子鏈鏈剛性性聯(lián)軸軸器三、彈彈性聯(lián)聯(lián)軸器器1.彈性套套柱銷銷聯(lián)軸軸器（帶橡橡膠套套的柱柱銷））徑向位位移和和角位位移補(bǔ)補(bǔ)償：：彈性套套柱銷銷軸向位位移補(bǔ)補(bǔ)償：：預(yù)留間間隙靠彈性性元件件的彈彈性變變形補(bǔ)補(bǔ)償兩兩軸間間的相相對位位移，，緩和和沖擊擊和振振動優(yōu)點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單,制造容容易,裝拆方方便,成本較較低；；缺點(diǎn)：：彈性性套注注銷磨磨損較較為嚴(yán)嚴(yán)重，，需定定時(shí)更更換；；場合：：轉(zhuǎn)矩矩小、、轉(zhuǎn)速速高、、頻繁繁正反反轉(zhuǎn)、、需要要緩和和沖擊擊的場場合。。2.彈性柱柱銷聯(lián)聯(lián)軸器器（尼龍龍圓柱柱銷））優(yōu)點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單,制造方方便,成本低低；場合：：轉(zhuǎn)矩矩小、、轉(zhuǎn)速速高、、正反反向變變化多多、起起動頻頻繁的的高速速轉(zhuǎn)軸軸徑向位位移和和角位位移：：彈性柱柱銷軸向位位移：：預(yù)留間間隙c3.輪胎式式聯(lián)軸軸器由于橡橡膠輪輪胎易易于變變形,允許的的相對對位移移較大大：軸向位位移可可達(dá)0.02D；徑向位位移可可達(dá)0.01D；角位移移可達(dá)達(dá)5o~12o；其中D為聯(lián)軸軸器的的外徑徑。優(yōu)點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單,使用可可靠,彈性大大,壽命長長,不需潤潤滑；；缺點(diǎn)：：徑向向尺寸寸大；；場合：：多用用于潮潮濕多多塵、、起動動頻繁繁的場場合。。4.膜膜式聯(lián)聯(lián)軸器器優(yōu)點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單，維維護(hù)方方便，，重量量輕，，可靠靠性高高，承承載大大缺點(diǎn)：：徑向向尺寸寸大，，抗扭扭轉(zhuǎn)彈彈性較較輕，，緩和和減震震性能能差；；場合：：多用用于載載荷平平穩(wěn)、、耐酸酸、耐耐腐蝕蝕的中中高速速場合合。5、波紋紋管聯(lián)聯(lián)軸器器彈性管管聯(lián)軸軸器梅花形形彈性性聯(lián)軸軸器梅花形形彈性性元件件：聚氨酯酯或尼尼龍優(yōu)點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)簡簡單,成本低低,補(bǔ)償位移和和減振振能力力強(qiáng)；；場合：：常用用高速速場合合。星形彈彈性聯(lián)聯(lián)軸器器彈性聯(lián)聯(lián)軸器器具有有的特特點(diǎn)：：1）具有有彈性性滯后后特性性，緩緩沖、、吸振振性好好；2）結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單，價(jià)價(jià)格便便宜。。但聯(lián)軸軸器強(qiáng)強(qiáng)度低低、壽壽命較較短。。有彈性性元件件的彈彈性聯(lián)聯(lián)軸器器四、聯(lián)聯(lián)軸器器的選選擇1）傳遞遞載荷荷的大大小、、性質(zhì)質(zhì)及對對緩沖沖功能能的要要求。。因素：：原動動機(jī)、、工作作機(jī)、、軸系系及其其運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)狀態(tài)態(tài)載荷平平穩(wěn)、、傳遞遞轉(zhuǎn)矩矩大、、同軸軸度好好、無無相對對位移移的選選用剛性聯(lián)聯(lián)軸器器；載荷荷變化化大、、要求求緩沖沖、吸吸振或或同軸軸度不不易保保證時(shí)時(shí)應(yīng)選選用彈性聯(lián)聯(lián)軸器器。2）工作作轉(zhuǎn)速速的高高低與與正、、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變化化多少少的要要求。。高速運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)的的軸應(yīng)應(yīng)選動動平衡衡精度度較高高的聯(lián)聯(lián)軸器器；動動載荷荷大的的機(jī)器器選用用重量量輕、、轉(zhuǎn)動動慣量量小的的彈性聯(lián)聯(lián)軸器器；正、、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變化化多，，啟動動頻繁繁，安安裝不不易對對中的的場合合考慮慮采用用彈性聯(lián)聯(lián)軸器器。3）連接接兩軸軸相對對位移移大小小的要要求。。安裝調(diào)調(diào)整后后難以以保證證兩軸軸精確確對中中，或或工作作中有有較大大位移移量的的兩軸軸連接接，要要選用用彈性聯(lián)聯(lián)軸器器。13.3離合器器離合器器的分分類離合器器操縱式式自動式式機(jī)械操操縱離離合器器液壓(操縱)離合器器氣壓(操縱)離合器器電磁(操縱)離合器器安全離離合器器離心離離合器器超越離離合器器嵌合式式：牙牙嵌離離合器器摩擦式式圓盤摩摩擦離離合器器錐面摩摩擦離離合器器一、操操縱式式離合合器1.牙嵌離離合器器1、2半離合合器3導(dǎo)向平平鍵4操縱滑滑環(huán)5對中環(huán)環(huán)材料選選擇及及熱處處理：：齒面需需要高高耐磨磨性，，故齒齒面應(yīng)應(yīng)具有有較高高的硬硬度；；一般采采用低低碳鋼鋼+低碳淬淬火處處理或或中碳碳鋼+表面淬淬火處處理；；對于不不重要要的和和靜止止時(shí)離離合的的牙嵌嵌離合合器也也可采采用鑄鑄鐵。。牙數(shù)：：3-60個，要要傳遞遞轉(zhuǎn)矩矩大，，取較較少牙牙數(shù)；；要接合合時(shí)間間短時(shí)時(shí)，取取較多多牙數(shù)數(shù)，牙牙數(shù)越越多，，載荷荷分布布越不不均勻勻三角形形齒：：接合容容易、、齒頂頂尖、、強(qiáng)度度低，，用于于小載載荷。。梯形齒齒：強(qiáng)度高高、磨磨損后后自動動補(bǔ)償償間隙隙，用用于較較大載載荷。。鋸齒形形齒：：單向工工作、、強(qiáng)度度最高高，反反向時(shí)時(shí)將迫迫使離離合器器分離離。離合器器的牙牙形有有三角角形、、梯形形、鋸鋸齒形形等1.牙嵌離離合器器MPaMPa牙嵌離離合器器的承承載能能力主主要取取決于于齒根根彎曲曲強(qiáng)度度。。對對于頻頻繁離離合的的牙嵌嵌離合合器，，將產(chǎn)產(chǎn)生齒齒面磨磨損，，常通通過限限制齒齒面壓壓強(qiáng)p來控制制磨損損。即即強(qiáng)度計(jì)計(jì)算優(yōu)點(diǎn)：：結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單，尺尺寸小小，工工作時(shí)時(shí)無滑滑動，，應(yīng)用用廣泛泛。缺點(diǎn)：：只宜宜在兩兩軸不不回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速差差很小小時(shí)離離合，，否則則撞齒齒折斷斷D0——平均直直徑，，mmW———齒根處處抗彎彎剖面面系數(shù)數(shù)，mm3A————一個齒齒的工工作面面在徑徑向平平面上上的投投影面面積，，mm22.摩擦離離合器器單盤摩摩擦離離合器器摩擦離離合器器可以以不停停車或或主、、從動動軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速差差較大大的情情況下下進(jìn)行行接合合與分分離，，過程程較為為平穩(wěn)穩(wěn)，但但存在在摩擦擦發(fā)熱熱和磨磨損。。摩擦離離合器器可分分為：：單盤盤式、、多盤盤式和和圓錐錐式。。多盤摩摩擦離離合器器圓盤摩摩擦離離合器器所傳傳遞的的最大大轉(zhuǎn)矩矩及作作用在在摩擦擦面上上的壓壓強(qiáng)分分別為為N·mmMPa[p]=KvKzKn[p0]多盤摩摩擦離離合器器電磁摩摩擦離離合器器圓錐式式摩擦擦離合合器與單圓圓盤摩摩擦離離合器器相比比較，，由于于錐形形結(jié)構(gòu)構(gòu)使圓圓錐式式摩擦擦離合合器在在相同同外徑徑尺寸寸和相相同軸軸向壓壓力的的情況況下接接觸面面積增增大，，從而而產(chǎn)生生較大大的摩摩擦力力，傳傳遞更更大的的轉(zhuǎn)矩矩。二、自自動離離合器器自動離離合器器是一一種能能根據(jù)據(jù)機(jī)器器運(yùn)動動或動動力參參數(shù)的的變化化而自自動完完成結(jié)結(jié)合和和分離離的離離合器器。常用的的有安全離離合器器、離心離離合器器和定向離離合器器1.安全離離合器器作用是是當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩超超過允允許數(shù)數(shù)值時(shí)時(shí)能自自動分分離銷釘式式安全全離合合器優(yōu)點(diǎn)：：過載載時(shí)銷銷釘被被剪斷斷缺點(diǎn)：：需要要對銷銷釘強(qiáng)強(qiáng)度進(jìn)進(jìn)行精精確計(jì)算算，且且更換換銷釘釘既費(fèi)時(shí)又又不方方便不宜用用在經(jīng)經(jīng)常過過載的的場合合摩擦式式安全全離合合器優(yōu)點(diǎn)：：摩擦擦所需需的軸軸向壓壓力由由彈簧簧調(diào)節(jié)節(jié)得到到，過過載時(shí)時(shí)打滑滑起動動安全作作用，，當(dāng)載載荷降降低到到某一一值后后又開開始正正常接接合狀狀態(tài)缺點(diǎn)：：分離離不充充分，，從動動軸可可能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。。2.離心離離合器器當(dāng)主動動軸的的轉(zhuǎn)速速達(dá)到到某一一定值值時(shí)能能自行行結(jié)合合或分分離瓦塊式式離心心離合合器開式離離合器器主要用用于起起動裝裝置，，以便便運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定定后加加載閉式離離合器器主要用用作安安全裝裝置,當(dāng)機(jī)器器轉(zhuǎn)速速過高高