第十七章-联轴器、离合器和制动器

NorthwestA&FUniversity第十七章联轴器、离合器和制动器《机械设计基础》§17-1联轴器、离合器的类型和应用§17-2固定式刚性联轴器§17-3可移式刚性联轴器§17-4弹性联轴器§17-5牙嵌离合器§17-6圆盘摩擦离合器§17-7磁粉离合器§17-8定向离合器§17-9制动器NorthwestA&FUniversity第一节联轴器、离合器的类型和应用第十七章联轴器、离合器和制动器联轴器和离合器都是轴与轴的联接件，以传递运动和扭矩。用联轴器联接的两轴在运转时两轴不能分离，停止时才能分离；用离合器联接的两轴在运转中方便地分离和接合。制动器是用来降低机械运转速度或迫使机械停止运转。NorthwestA&FUniversity第一节联轴器、离合器的类型和应用第十七章联轴器、离合器和制动器刚性可移动式（齿式）1．联轴器固定式（凸缘、套筒、夹壳）无弹性元件（牙嵌、齿式、滑块、十字滑块、万向、滚子链）挠性金属弹簧式（簧片、弹簧）非金属弹性元件式（弹性套柱销、轮胎式、弹性柱销、梅花形)刚性联轴器适用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的地方;挠性联轴器适用于两轴有偏斜（同轴线、平行轴线、相交轴线）或在工作中有相对位移(轴向、径向、角位移、综合位移）的地方。NorthwestA&FUniversity牙嵌式2．离合器电磁离合式摩擦式自动离合式机械离合式离合器应满足的基本要求：1）便于接合和分离，而且迅速可靠；2）接合时振动小；3）调节和修理方便；4）外廓尺寸小、重量轻；5）耐磨性好和有足够的散热能力等。第一节联轴器、离合器的类型和应用第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity它们都是标准件，一般先根据工作条件选类型，再根据计算转矩、轴转速、轴颈选取型号及尺寸。计算转矩（Tc′）=工况系数（KA）*名义转矩（T）≤许用转矩（[T]）KA值见表17—1。带式制动器3．制动器块式制动器蹄式制动器第一节联轴器、离合器的类型和应用第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity第二节固定式刚性联轴器第十七章联轴器、离合器和制动器2．有对中榫的凸缘联轴器：靠凸肩与凹槽来实现两轴对中。其特点如下：1)凸缘端面与孔轴线垂直；2)结构简单，使用方便；3)不能缓冲减振，适用于载荷平稳。一．凸缘固定式刚性联轴器1．普通凸缘联轴器：靠铰制孔用螺栓实现两轴对中。NorthwestA&FUniversity第三节可移式刚性联轴器第十七章联轴器、离合器和制动器二．齿式可移动刚性联轴器由2个有内齿的外壳和2个有外齿的套筒组成，套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联成一体，内齿与外齿齿数相等，工作时靠啮合传递转矩。由于齿间有间隙，齿顶呈球形能补偿两轴的不对中和偏斜。其特点：1）传递很大转矩补偿适量综合位移；2）传递巨大转矩时，灵活性小，笨重，价高。NorthwestA&FUniversity三.滑块可移动式刚性联轴器由两个端面开有径向凹槽的半联轴器和两端各具凸榫的中间滑块组成，构成移动副，要加润滑剂，有自动对中作用。其特点：若两轴线不对中，转速较高时，产生较大的离心力，并带来附加动载荷。只适用于低速。第三节可移式刚性联轴器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity四、万向联轴器十字轴的四端用铰链分别于交叉的两轴相连，一轴固定时，另一轴可任意方向偏斜可达40-45°。为了防止主、从动轴角速度不相等，常成对使用。第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity五．弹性（套）柱销联轴器外形与凸缘联轴器相似，但不用螺栓联接，而是用带橡胶弹性套的柱销或非金属材料制成的柱销。由于有间隙，能补偿轴向位移。由于动力从主动轴经弹性件传到从动轴，故能缓和冲击，吸收振动，适用于高速轴。第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity六．梅花形弹性联轴器七．弹性活块联轴器（见课本P297图17-13）八、轮胎式联轴器中间为橡胶制成的轮胎环，用止退垫板与半联轴器联接，允许有较大的相对位移，用于启动频繁、反正转、有冲击振动的地方。径向尺寸大，轴向尺寸小。第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器联轴器的选择：选择原则：根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被联接两部件的安装精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。1)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等具有高弹性的联轴器。2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。NorthwestA&FUniversity3)两轴相对位移的大小和方向。例如当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。4）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足便用性能的前提下，应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器(例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、梅花形弹性联轴器等)，由于具有良好的综合能力，广泛适用于一般的中、小功率传动。第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity由两个端面带牙的套筒组成，套筒1紧装配在一根轴上，套筒2用导向平键与另一根轴相连，利用操纵机构移动滑环4，可使两套筒接合或分离。其特点：结构简单，外形尺寸小，能传递较大转矩；但只宜在两轴不转或转速很小时结合，否则牙齿折断。九．牙嵌式离合器第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity作用在摩擦面上的压强:][)(42122pDDFpa有单片圆盘和多片圆盘两种。其可传递的最大转矩为：Tmax=（Z）Fa•f•Rf≥kAT其中f——摩擦系数，Rf——摩擦半径，Z——对于多片式的摩擦面数目。十．圆盘摩擦离合器图17-17圆盘摩擦离合器第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity与牙嵌离合器比较，摩擦离合器具有以下优点：1）在任何不同转速条件下两轴都可以进行接合；2）过载时，摩擦面间将发生打滑，可以防止损坏其他零件；3）接合较平稳，冲击和振动较小。以上是机械操纵式离合器，同样摩擦离合器可用电磁力来操纵，电磁线圈通电产生电磁力，使两摩擦片接合或断开。图17-19电磁操纵的摩擦离合器第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity十一．磁粉离合器励磁线圈1、磁轭2、圆筒3、磁环4、磁粉5、转子6、左右轮辐7、8优点：1、励磁电流I与转矩T呈线性关系，转矩调节简单且精确，调节范围宽；2、可用作恒张力控制；3、也可作制动器。第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity十二．定向离合器星轮1和外环2分别装在主动轴和从动轴上，星轮与外环间的楔形空腔内装有滚柱3，利用相对运动，拉伸或压缩弹簧。第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity十三．带式制动器靠杠杆作用下，使闸带收包住制动鼓。靠带与轮间摩擦达到制动。Ft=2T/D，Ft=F1–F2，F1=F2efα，)1(1212ffteDTeFF)1()1(2)(12ffeebaaDTFFbaaF图17-24带式制动器第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器NorthwestA&FUniversity十四.块式制动器借助瓦块与制动轮间的摩擦力来制动，通电时放开，断电时接合。十五.内张蹄式制动器见P305页图17-25第十七章联轴器、离合器和制动器第十七章联轴器、离合器和制动器