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联轴器、离合器和制动器章节知识整理一．概述1.联轴器和离合器都是用来联接两轴，使两轴一起转动并传递转矩的装置；在工作过程中，使两轴始终处于联接状态的称联轴器，可使两轴随时分离或接合的称离合器。制动器是实现对轴的制动，迫使机器停止运转或降低转速装置。以上部件大多已标准化、规范化。二．联轴器1.功用：联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩；具有吸收振动和缓和冲击的能力；可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用；用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。2.分类：3.分类要求：固定联轴器：要求被联接的两轴中心线严格对中；可移式联轴器：允许两轴有一定的安装误差。弹性联轴器：其中的弹性元件材料不同,能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还有缓冲减震的作用。4.位移补偿联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形、轴承磨损、回转零件不平衡以及温度变化的影响，两轴的轴线往往存在着某种程度的相对位移与偏斜；联轴器要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿各种偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承设计中引起附加载荷，导致工作情况恶化。两轴间的位移种类有：轴向位移、径向位移、偏角位移和综合位移。三、固定式刚性联轴器1.结构特点：A.结构简单,维护方便，能传递较大的扭矩；B.但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力；C.对两轴的对中性要求很高,若两轴线发生相对位移,就会在轴、联轴器和轴承上引起附加载荷和严重磨损，严重影响轴与轴承的正常工作；此外，在传递载荷时不能缓和冲击和吸联轴器的分类分类：凸缘联轴器万向联轴器刚性联轴器安全联轴器联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销连轴器套筒联轴器滑块联轴器齿轮联轴器挠性联轴器挠性安全联轴器刚性安全联轴器(结构特点）收振动。2.应用场合：低速、大转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接3.种类：凸缘联轴器和套筒联轴器两种。4.凸缘联轴器结构特点：A.组成：两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓；B.工作原理：两个带凸缘的半联轴器用键分别于两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连接成一体，以传递运动和转矩。C.对中方式：1、通过分别具有凸肩和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；(靠预紧普通螺栓在凸缘边接触表面产生的摩擦力传递力矩；用铰制孔螺栓对中，靠螺杆承受挤压与剪切传递力矩。)2、两个半联轴器都制出凸肩，共同与一个剖分环配合而实现对中。D.适用：低速、大转矩、载荷平稳、短而刚性好的轴的连接。E.结构简单，传递扭矩大；传力可靠、对中性好；拆装简便、应用广泛；但不具有位移补偿功能；按标准选用。5.套筒联轴器结构特点：A..组成：通过公用套筒与两轴采用键连接或销连接。B.优点：结构简单，制造方便，成本低，径向尺寸小。C.缺点：装拆时需轴向移动。D.应用场合：两轴直径较小、两轴对中性精度高、工作平稳的场合，用于传递转矩较小的场合。四．挠性联轴器（一）刚性可移式联轴器（无弹性元件联轴器）的种类：十字滑块联轴器、万向联轴器和鼓形齿联轴器。1.齿式联轴器：A.组成：两个带有内齿及凸缘的外套筒、两个带外齿的内套筒；B.工作原理：两内套筒分别用键与两轴连接，两外套筒用螺栓连接，通过内外齿的啮合传递转矩和运动。C.特点：为能补偿两轴的相对位移，将外齿环的轮齿做成鼓形齿，齿顶做成中心线在轴线上的球面，齿顶和齿侧留有较大的间隙。通过啮合齿间的顶隙、侧隙，具备有允许两轴间有径向、轴向、角综合位移补偿的功能；转速高（可达3500r/min），能传递很大的转矩（可达106N·m），并能补偿较大的综合位移，工作很高、对安装精度要求不高，要润滑；D.缺点：质量大，制造较困难，成本高。E.应用：广泛用于汽车等大重型机械设备中。2.十字滑块联轴器A.结构特点：由半连轴器1、3（左、右套筒）和浮动盘2（十字滑块）联接在一起,两轴一起转动；浮动盘的凸榫可在半连轴器的凹槽中滑动；摩擦较大，要加以润滑。B.优点：径向尺寸小,结构简单C.缺点：但耐冲击性差，滑块与凹槽间易摩损，需润滑；十字滑块因径向位移会产生较大离心惯性力，而给轴和轴承带来附加载荷。D.应用场合：常用于刚性大、转速低.冲击小的场合。3.万向联轴器A.结构：由一个十字轴、两个万向节叉、四个滚针轴承组成；所有转动副的回转中心（轴线）交于一点O，两轴间的夹角为α；是一种用以传递变夹角的相交两轴之间的运动的装置（联轴器）。B.工作原理：当轴Ⅰ旋转一周时，轴Ⅱ也将随之转一周，即两轴的平均传动比为1；但是，两轴的瞬时传动比却不恒为1，而是作周期性变化的；万向节的这种特性称作瞬时传动比的不均匀性；就单个万向节而言，在输入轴与输出轴之间有夹角时，两轴的角速度不相等，即万向节有不等速性；两轴间的夹角α越大，从动轴速度波动越明显；故α应在350~450之间。为了防止主、从动轴角速度不相等；为了完全消除上述万向节中从动轴变速传动的缺点，常成对使用。C.优点：具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高；D.缺点：在传动中将产生附加动载荷，转速不宜过高；E.应用场合：主要用于两轴相交的传动，重载、中载、轻载等中低速的场合，如机床、汽车。F.双万向节应满足条件：为了使该机构能获得恒定的传动比，机构要满足如下三个条件：（1）主动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。（2）主动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等：（3）中间轴两端的叉面应位于同一平面内。（二）常用弹性联轴器有弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器两种。1.弹性套柱销联轴器（标准号GB4323-2002)A.结构：在结构上与凸缘联轴器相似，只是用套有橡胶弹性套的注销代替了联接螺栓；B.原理：利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移；C.特点：弹性套柱销连轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。D.适用于：载荷平稳，正反转或启动频繁、转速高的传递中小转矩的两轴联接。2.弹性柱销联轴器A.结构：将若干非金属材料制成的柱销，置于两半联轴器凸缘孔中，而实现两半联轴器的连接；柱销材料常用尼龙，其它具有弹性的非金属材料也可。B.原理：利用弹性柱销的弹性变形来补偿两轴轴向位移；C.特点：弹性柱销连轴器可允许较大的轴向窜动，但径向位移和偏角位移的补偿量不大。其结构简单，制造容易和维护方便。D.适用于：轻载的场合五．离合器离合器是主、从动部分在同轴线上传递动力和运动时，具有接合或分离功能的装置。（一）离合器的功用和分类A.功用:离合器同联轴器一样，主要用于轴和轴之间的联接，使它们一起回转并传递力矩；B.区别:在机器的运转或停车过程中可随时接合或分离，而且迅速可靠，达到操纵传动系统的断续，以便进行变速及换向等；离合器也可用于过载保护等。而联轴器须在机器停止运转后，经拆卸才能分离联接的两轴。C.应用:机械传动系统的启动、停止、换向及变速等操作。D.特点：工作可靠，结合和分离迅速平稳，动作准确，调节和维修方便，操纵方便而且省力，结构简单等.（二）离合器的分类1.离合器按控制方法不同可分为操纵离合器（必须通过操纵元件才具有接合或分离功能的离合器）和自控离合器（在主动部分或从动部分某些性能参数变化时，接合元件具有自行接合和分离功能的离合器。）2.按操纵方式不同操纵离合器可分为机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器等四种。3.自控离合器分为超越离合器、离心离合器和安全离合器等三种。4.机械离合器（在机械机构的直接作用下具有离合功能的离合器）可分为牙嵌式（离合式）和摩擦式离合器两种。(三)牙嵌式离合器（用爪牙状零件组成的嵌合副的离合器）1.组成：由两个端面带牙的半离合器所组成；2.工作原理：两个半离合器Ⅰ固联在主动轴上，半离合器Ⅱ用导键（或花键）与从动轴联接；通过操纵机构使离合器Ⅱ沿导键作轴向运动，两轴靠两个半离合器端面的牙嵌合来联接。3.特点：优点：牙嵌离合器结构简单，外廓尺寸小，接合后所联接的两轴不会发生相对转动；操作方便，能传递较大的转矩。缺点：结合时有冲击。4.应用：宜用于低速、停车时接合。(四)齿形离合器（用内齿和外齿组成嵌合副的离合器）应用：机床变速箱中(五)摩擦式离合器1.工作原理：摩擦离合器是靠工作面上的摩擦力矩来传递力矩的；2.特点：在接合过程中由于接合面的压力是逐渐增加的，故能在主、从动轴有较大的转速差的情况下平稳地进行接合；过载时，摩擦面间将发生打滑，从而避免其它零件的损坏。3.种类：按操纵方式分有、机械操纵的摩擦式离合器、电磁操纵的摩擦式离合器、液压操纵的摩擦式离合器和气压操纵的摩擦式离合器等四种。机械操纵的摩擦式离合器还分为单片式离合器和多片离合器两种。4.单片摩擦离合器1）工作原理：圆盘2固定在主动轴上，圆盘3用导向平键（或花键）与从动轴连接，并可以在轴上作轴向移动。利用弹簧5可将两圆盘压紧。工作时，依靠两盘间的摩擦力传递转矩和运动。杠杆4用来控制离合器的接合与分离。2）特点：片式离合器需要较大的轴向力，传递的转矩较小，但在任何转速条件下，两轴均可以分离或接合，且接合平稳，冲击和振动小，过载时两摩擦面之间打滑，起保护作用。为了提高离合器传递转矩的能力，通常采用多片离合器。5.多片摩擦离合器1）原理：外壳通过花键与一组外摩擦片，联接在一起；套筒也通过花键与另一组内摩擦片联接在一起；2）特点：工作时，向左移动滑环，通过杠杆、压板使两组摩擦片压紧，离合器处于接合状态。若向右移动滑环时，摩擦片被松开，离合器实现分离。3）外摩擦片特点：外缘上有3个凸齿，与外套筒内孔的3条轴向凹槽相配，其内孔则不与任何零件接触。4）内摩擦片特点：内孔壁上有3个凹糟（或凸齿），与内套筒外缘上3个轴线凸齿（或凹槽）相配，而起外缘孔则不与任何零件接触。内摩擦片有时也支承碟形，其目的是：在承压时被压平而与外摩擦片贴合，松开时由碟形摩擦片弹性变形的作用，可迅速与外摩擦片分离。5）应用：可传递大的扭矩，但结构复杂；适用于中、重型汽车等机械。(五)超越离合器1.工作原理：星轮用平键与轴连接，当空套的外圈顺时针方向慢速回转时，摩擦力使滚柱锲紧在外圈与星轮之间，外圈通过滚柱带动星轮，使轴以同样的转速顺时针方向回转。此时，内圈随着一起回转。当内圈在可逆电动机驱动下快速回转。无论内圈在朝哪个方向快速回转，都能通过星轮使轴快速回转，从而满足了正、反两方面均能超越的要求。此时滚柱从锲缝中退出，外圈仍维持原来的转速回转。2.种类：棘轮单向超越离合器和滚珠式定向（双向）离合器3.特点：优点：工作时没有噪声,宜于高速转动,但制造精度要求高。六．制动器1.制动器是利用摩擦力矩降低机器运动部件的转速或使其停止回转的装置。2.制动器必须满足的条件：（1）能产生足够胡制动力矩。（2）结构简单，外形紧凑。（3）制动迅速、平稳、可靠。（4）制动器零件有足够的强度和刚度，制动带、鼓应具有较高的耐磨性和耐热性。（5）调整、维修方便。3.制动器一般设置在机构中转速较高的轴上（转矩小），以减少制动器的尺寸。4.分类：锥形制动器、闸带式制动器、内涨式制动器和外抱块式制动器（蹄鼓制动器）。（一）锥形制动器1.原理：外锥体固定在箱体壁上，内锥体用导向平键与传动轴连接。通过操纵手柄将内锥体推向外锥体，使两内、外锥面贴紧，依靠两锥键的摩擦力矩对传动轴实现制动。2.特点：接触面大，制动效果好。3.应用：转矩较小的机构的制动。（二）带状制动器1.组成：制动轮、制动带和杠杆.2.工作原理：制动轮用平键与轴连接，在其外缘圆周上包一条内衬橡胶（或石棉、皮革、帆布）材料的制动钢带。当杠杆受外力作用时，收紧制动带，通过制动带与制动轮之间的摩擦力实现对轴的制动。3.特点：结构简单，制动效果好，容易调节，单磨损不均匀，散热不良。（三）内涨式制动器1.组成：两个制动蹄分别通过两个销轴与机架铰接，制动蹄表面装有摩擦片，制动轮与需制动的轴固连。2.工作原理：制动时有泵产生推力克服弹簧力使制动蹄压紧制动轮，从而使制动轮（或轴）制动。3.应用场合：这种制动器结构紧凑广泛应用于各种车辆以及结构尺寸受到限制的机械中。（四）外抱块式制动器（蹄鼓制动器）1.工作过程：在弹簧