機械設計-聯(lián)軸器

§16-1聯(lián)軸器§16-2離合器§16-3制動器第十六章聯(lián)軸器、離合器和制動器精品資料聯(lián)軸器用來把兩軸聯(lián)接在一起，以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩，機器停止運轉(zhuǎn)后才能接合或分離的一種裝置。離合器在機器運轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時(suíshí)接合或分離的一種裝置。它可用來操縱機器傳動系統(tǒng)的斷續(xù)，以便進行變速及換向等。制動器用來降低機械的運轉(zhuǎn)速度或迫使機械停止運轉(zhuǎn)的部件。精品資料§16-1聯(lián)軸器一、性能(xìngnéng)要求聯(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(yǐjí)溫度變化的影響等，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應一定范圍的相對位移的性能。精品資料二、聯(lián)軸器的分類(fēnlèi)聯(lián)軸器可分為(fēnwéi)剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器不具有緩沖性和補償兩軸線相對位移的能力，要求兩軸安裝嚴格對中。但結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，裝拆、維護方便，能保證兩軸有較高的對中性，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，所以應用廣泛。撓性聯(lián)軸器可分為有彈性元件撓性聯(lián)軸器和無彈性元件撓性聯(lián)軸器。無彈性元件的只具有補償兩軸線相對位移的能力，但不能緩沖減振；有彈性元件的除具有補償兩軸線相對位移的能力外，還具有緩沖和減振的作用。精品資料三、常用(chánɡyònɡ)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)和特點1.凸緣(tūyuán)聯(lián)軸器(a) (b)圖16-2凸緣聯(lián)軸器精品資料凸緣聯(lián)軸器是應用最廣的固定式剛性聯(lián)軸器。如圖所示，它用螺栓將兩個半聯(lián)軸器的凸緣聯(lián)接(liánjiē)起來，以實現(xiàn)兩軸聯(lián)接(liánjiē)。聯(lián)軸器中的螺栓可以用普通螺栓，也可以用鉸制孔螺栓。 這種聯(lián)軸器有兩種主要的結(jié)構(gòu)型式：圖a是有對中的I型凸緣聯(lián)軸器，靠凸肩和凹槽來實現(xiàn)兩軸同心。圖是II型凸緣聯(lián)軸器，靠鉸制孔用螺栓(luóshuān)來實現(xiàn)兩軸同心。為安全起見，凸緣聯(lián)軸器的外圈還應加上防護罩或?qū)⑼咕壷瞥奢喚壭褪?。制造凸緣?lián)軸器時，應準確保持半聯(lián)軸器的凸緣端面與孔的軸線垂直，安裝時應使兩軸精確同心。精品資料2.滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：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(qiànrù)凹槽中，構(gòu)成移動副。工作原理：當兩軸存在不對中和偏斜(piānxié)時，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動。精品資料優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易?；瑝K因偏心產(chǎn)生離心力和磨損(mósǔn)，并給軸和軸承帶來附加動載荷。適用范圍：α≤30’,y≤0.04d，v≤300r/minαy精品資料3.套筒聯(lián)軸器 這是一種結(jié)構(gòu)最簡單的固定式聯(lián)軸器（圖19-4），這種聯(lián)軸器是一個圓柱形套筒，用兩個圓錐銷來傳遞轉(zhuǎn)矩。當然也可以用兩個平鍵代替圓錐銷。其優(yōu)點是徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單。結(jié)構(gòu)尺寸推薦：D=(1.5-2)d；L=(2.8-4)d。此種聯(lián)軸器尚無標準，需要自行設計，如機床上就經(jīng)常(jīngcháng)采用這種聯(lián)軸器。精品資料4.萬向聯(lián)軸器雙萬向聯(lián)軸器示意圖精品資料作用：用于傳遞兩相交軸之間的動力(dònglì)和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。應用：廣泛應用于汽車、機床(jīchuáng)等機械傳動系統(tǒng)中。α1）單萬向聯(lián)軸器精品資料2）雙萬向鉸鏈(jiǎoliàn)機構(gòu)將兩個單萬向鉸鏈機構(gòu)(jīgòu)串聯(lián)，構(gòu)成雙萬向鉸鏈機構(gòu)(jīgòu)。安裝要求：①主動、從動、中間三軸共面；②主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應相等；③中間軸兩端的叉面應在同一平面內(nèi)。ααC2αα121C精品資料3）小型雙萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)如圖所示，通常采用(cǎiyòng)合金鋼制造。AAA--AAAααAAαα精品資料5.彈性(tánxìng)套柱銷聯(lián)軸器精品資料6.彈性(tánxìng)柱銷聯(lián)軸器精品資料四、聯(lián)軸器的選擇(xuǎnzé)聯(lián)軸器大都已經(jīng)(yǐjing)標準化了，可直接選用。1.工作條件=>選類型轉(zhuǎn)矩2.轉(zhuǎn)速軸徑=>確定型號與規(guī)格計算轉(zhuǎn)矩：Tc=KATKA為工況系數(shù)；T為名義轉(zhuǎn)矩；精品資料表17-1工作情況系數(shù)KA工作機原動機為電動機時發(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1.5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1.9挖掘機、起重機、碎石機、造紙機械2.3精品資料例19-l電動機經(jīng)減速器拖動水泥攪拌機工作。已知電動機的功率P＝11kW，轉(zhuǎn)速n＝970r/min，電動機軸的直徑和減速器輸入(shūrù)軸的直徑均為42mm，試選擇電動機與減速器之間的聯(lián)軸器。解：（1）選擇類型：為了緩和沖擊和減輕(jiǎnqīng)振動，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。108

N·m（2）求計算轉(zhuǎn)矩精品資料由表19-1查得，工作機為水泥攪拌機時工作情況(qíngkuàng)系數(shù)KA=1.9，故計算轉(zhuǎn)矩N·m由設計手冊中選取彈性套柱銷聯(lián)軸器TL6。它的公稱扭矩（即許用轉(zhuǎn)矩）為250N·m，半聯(lián)軸器材料為鋼時，許用轉(zhuǎn)速為3800r/min，允許的軸孔直徑在32-42mm之間。以上(yǐshàng)數(shù)據(jù)均能滿足本題的要求，故合用。（3）確定型號精品資料§16-2離合器一、性能(xìngnéng)要求分離、接合迅速，平穩(wěn)(píngwěn)無沖擊，分離徹底，動作準確可靠；結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱條件好；操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。二、分類按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類；按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類；按操縱方式分有機械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等；可自動離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能在特定條件下，自動地接合或分離。精品資料三、常用(chánɡyònɡ)離合器的結(jié)構(gòu)和特點1.牙嵌式離合器精品資料結(jié)構(gòu)：由端面帶牙的固定(gùdìng)套筒、活動套筒、對中環(huán)組成。固定(gùdìng)套筒活動套筒滑環(huán)對中環(huán)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。精品資料2.摩擦(mócā)離合器精品資料1231）單片式圓盤(yuánpán)摩擦離合器結(jié)構(gòu)：由固定圓盤(yuánpán)1、活動圓盤(yuánpán)2、滑環(huán)組成。工作原理：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。缺點：結(jié)合過程中不可避免出現(xiàn)打滑，引起磨損和發(fā)熱；2.過載時打滑，起保護作用；3.結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動小。優(yōu)點：1.在任何轉(zhuǎn)速條件下兩軸都可以進行結(jié)合；FaRf213Fa精品資料精品資料主動摩擦片杠桿滑環(huán)調(diào)整螺母被動摩擦片2）多片式圓盤(yuánpán)摩擦離合器結(jié)構(gòu)(jiégòu)特點：多個摩擦片疊加在一起；工作原理：移動滑環(huán)，通過杠桿作用，壓緊或放松磨擦片，來實現(xiàn)兩軸的結(jié)合與分離。精品資料3.滾柱超越(chāoyuè)離合器精品資料精品資料當外環(huán)反向轉(zhuǎn)動時，則帶動滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置(wèizhi)，離合器處于分離狀態(tài)。結(jié)構(gòu)(jiégòu)：由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧推桿等零件組成。工作原理：當外環(huán)逆時鐘轉(zhuǎn)動時，以摩擦力帶動滾柱向前滾動，進一步楔緊內(nèi)外接觸面，從而驅(qū)動星輪一起旋轉(zhuǎn)。滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態(tài)。精品資料§16-3

制動器利用摩擦力矩來消耗機器運動部件的動能，從而實現(xiàn)制動的。其動作迅速，可靠(kěkào)；其摩擦副耐磨，易散熱。按照制動零件的結(jié)構(gòu)特征分：有帶式、塊式、盤式等型式的制動器。按機構(gòu)不工作時制動零件所處狀態(tài)分：有常閉式和常開式兩種制動器；前者經(jīng)常處于緊閘狀態(tài)，要加外力才能解除制動作用，例如提升機構(gòu)中的制動器；后者經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，必須施加外力才能實現(xiàn)制動，例如多數(shù)車輛中的制動器。按照控制方式分：自動式和操縱式兩類；前者如各類常閉式制動器；后者包括用人力、液壓、氣動及電磁來操縱的制動器。制動器通常裝在機構(gòu)中轉(zhuǎn)速較高的軸上，這樣所需制動力矩和制動器尺寸可以小一些。精品資料結(jié)構(gòu)：由瓦塊、制動輪等零件(línɡjiàn)組成。工作原理：通電松開，斷電后靠彈簧拉力實現(xiàn)制動。借助于瓦塊與制動輪之間的摩擦力來實現(xiàn)制動。