第十四章 聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器

第14章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器14.1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(dòng)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。離合器在機(jī)器工作中可隨時(shí)使兩軸結(jié)合或分離。校核聯(lián)軸器和離合器強(qiáng)度時(shí)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為:14.2聯(lián)軸器聯(lián)軸器的分類剛性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器:固定式剛性聯(lián)軸器:要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴(yán)格對(duì)中可移式剛性聯(lián)軸器:可以通過兩半聯(lián)軸器間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位移。彈性聯(lián)軸器包含有彈性元件，不僅具有吸收振動(dòng)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(duì)位移。（套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器）（十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器）（彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器）14.2.1剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器對(duì)兩軸對(duì)中性的要求很高,結(jié)構(gòu)簡單、成本低、傳遞轉(zhuǎn)矩大應(yīng)用最廣。固定式剛性聯(lián)軸器固定式剛性聯(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(duì)兩軸的對(duì)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?？梢剖絼傂月?lián)軸器一、齒式聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩大,補(bǔ)償適量的綜合位移，常用于重型機(jī)械中。允許角位移可達(dá)二、滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器允許的徑向位移允許的角位移十字滑塊聯(lián)軸器徑向尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單,用于低速一般不超過300r/min。三、萬向聯(lián)軸器當(dāng)一軸固定時(shí),另一軸可以在任意方向偏斜

α角,角位移α可達(dá)40o~45°。當(dāng)主動(dòng)軸以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí),從動(dòng)軸的角速度將在一定范圍內(nèi)作周期性的變化,從而引起動(dòng)載荷。為消除從動(dòng)軸的速度波動(dòng),通常將萬向聯(lián)軸器成對(duì)使用,并使中間軸的兩個(gè)叉子位于同一平面上,還應(yīng)使主、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線間的偏斜角相等，轉(zhuǎn)速不宜太高。14.2.2彈性聯(lián)軸器一、彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,裝拆方便,成本較低。適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、頻繁正反轉(zhuǎn)、需要緩和沖擊的地方。上述可移式剛性聯(lián)軸器有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1）聯(lián)軸器中都是剛性零件，缺乏緩沖、吸振能力；2）作相對(duì)滑動(dòng)的零件為易損件，磨損后間隙變大，在載荷和速度變化時(shí)會(huì)造成沖擊。3）滑動(dòng)零件間的摩擦阻力隨載荷增大而增大，阻力大到使零件移動(dòng)發(fā)生困難時(shí)，聯(lián)軸器和軸將受附加動(dòng)載荷的作用。二、彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,成本低。適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、正反向變化多、起動(dòng)頻繁的高速轉(zhuǎn)軸。三、輪胎式聯(lián)軸器由于橡膠輪胎易于變形,因此,允許的相對(duì)位移較大,角位移可達(dá)5o~12o,軸向位移可達(dá)0.02D,徑向位移可達(dá)0.01D,其中D為聯(lián)軸器的外徑。結(jié)構(gòu)簡單,使用可靠,彈性大,壽命長,不需潤滑,但徑向尺寸大?？捎糜诔睗穸鄩m,起動(dòng)頻繁之處。彈性聯(lián)軸器具有以下特點(diǎn)：1）具有彈性滯后特性，緩沖、吸振性好；2）結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。但聯(lián)軸器強(qiáng)度低、壽命較短。聯(lián)軸器的選擇1）傳遞載荷的大小、性質(zhì)及對(duì)緩沖功能的要求。

載荷平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大、同軸度好，無相對(duì)位移的選用剛性聯(lián)軸器。載荷變化大，要求緩沖、吸振或同軸度不易保證時(shí)應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器。2）工作轉(zhuǎn)速的高低與正、反轉(zhuǎn)變化多的要求。

高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸應(yīng)選動(dòng)平衡精度較高的聯(lián)軸器；動(dòng)載荷大的機(jī)器選用重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的聯(lián)軸器；正、反轉(zhuǎn)變化多，啟動(dòng)頻繁，有較大沖擊載荷，安裝不易對(duì)中的場合考慮采用可移式剛性聯(lián)軸器。3）連接兩軸相對(duì)位移的大小。

安裝調(diào)整后難以保證兩軸精確對(duì)中，或工作中有較大位移量的兩軸連接，要選用彈性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的選擇方法和步驟1）選擇聯(lián)軸器的類型，確定聯(lián)軸器的型號(hào)、尺寸保證聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩2）校核最大轉(zhuǎn)速3）調(diào)整軸孔直徑尺寸和形狀4）進(jìn)行必要的校核牙嵌離合器離合器按其工作原理可分為嚙合離合器和摩擦離合器等。離合器按其離合方式,又可分為操縱式離合器和自動(dòng)離合器兩種離合器的牙形有三角形、梯形、鋸齒形等牙嵌離合器的承載能力主要取決于齒根彎曲強(qiáng)度。對(duì)于頻繁離合的牙嵌離合器，將產(chǎn)生齒面磨損，常通過限制齒面壓強(qiáng)p來控制磨損。即MPaMPa牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，工作時(shí)無滑動(dòng)，應(yīng)用廣泛。但只宜在兩軸不回轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速差很小時(shí)進(jìn)行離合，否則會(huì)因撞擊而斷齒。圓盤摩擦離合器單盤摩擦離合器多盤摩擦離合器多片式摩擦離合器所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩Tmax及作用在摩擦面上的壓強(qiáng)p分別為：N·mmMPa磁粉離合器磁粉離合器的優(yōu)良性能：1）勵(lì)磁電流I與轉(zhuǎn)矩T間呈線性關(guān)系，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)簡單且精確，調(diào)節(jié)范圍也寬；2）可用作恒張力控制；3）若將磁粉離合器的主動(dòng)件固定，則可作制動(dòng)器使用。定向離合器是只能按一個(gè)轉(zhuǎn)向傳遞轉(zhuǎn)矩,反向時(shí)自動(dòng)分離。宜于高速轉(zhuǎn)動(dòng),但制造精度要求高。14.4制動(dòng)器用來減低運(yùn)動(dòng)物體的速度或迫使其停止運(yùn)動(dòng)的裝置。按著制動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)特征分,有塊式、帶式、盤式制動(dòng)器。一、塊式制動(dòng)器電磁塊式制動(dòng)器起動(dòng)和開啟迅速，尺寸小，重量輕，易于調(diào)整瓦塊間隙