聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器

1、20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1 1第十五章 聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器o 151 概述o 152 聯(lián)軸器o 153 離合器o 154 制動(dòng)器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2 215151 1 概述概述 聯(lián)軸器和離合器是用來聯(lián)接兩根軸或軸與其他回轉(zhuǎn)零件，使之一起回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸在工作時(shí)不能分離，必須停車拆卸才能分離。離合器聯(lián)接的兩軸在工作時(shí)能根據(jù)需要，隨時(shí)接合或分離。制動(dòng)器主要用來使機(jī)器迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以用來降低或調(diào)整機(jī)器的速度。 聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器大都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)者的主要任務(wù)是合理選擇合適的類型。 一般選擇步驟

2、為：根據(jù)機(jī)器的工作條件和使用要求選擇合適的類型；按軸的直徑、工作轉(zhuǎn)矩（和制動(dòng)力矩）和轉(zhuǎn)速選定具體型號(hào)；必要時(shí)對(duì)其易損零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部3 3 在計(jì)算聯(lián)軸器和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩T時(shí)，通常引入一個(gè)工作情況系數(shù)KA來考慮機(jī)器起動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷和使用中可能出現(xiàn)的過載現(xiàn)象。cATK T原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)工作機(jī)工作機(jī)電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)1.31.31.51.51.71.71.91.92.32.33.13.1單缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)2.22.22.42.42.62.62.82.83.23.24.04.0雙缸內(nèi)燃機(jī)雙缸內(nèi)燃機(jī)1.81.82.02.02.2

3、2.22.42.42.82.83.63.6四缸以上內(nèi)燃機(jī)四缸以上內(nèi)燃機(jī)1.51.51.71.71.91.92.12.12.52.53.33.315151 1 概述概述20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部4 4 在計(jì)算制動(dòng)器所需制動(dòng)力矩Tz時(shí)，為了工作可靠，通常引入一個(gè)制動(dòng)安全系數(shù)S加大所需的制動(dòng)力矩。zczTST工作類型工作類型JCJC1515（輕級(jí)）（輕級(jí)）2525（中級(jí)）（中級(jí)）4040（重級(jí)）（重級(jí)）S S1.751.752 22.52.5 制動(dòng)安全系數(shù)S15151 1 概述概述20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部5 5xyxy軸向位移x徑

4、向位移y角位移綜合位移x、y、 根據(jù)被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置關(guān)系，聯(lián)軸器可分為固定式和可移式兩類。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能。15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部6 6聯(lián)軸器的種類和特性2聯(lián)軸器的分類剛性聯(lián)軸器：被聯(lián)接兩軸間的各種相對(duì)位移無補(bǔ)償能力，故對(duì)兩軸對(duì)中性的要求高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移時(shí)，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起附加載荷。這類聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡單。撓性聯(lián)軸器無彈性元

5、件撓性聯(lián)軸器：聯(lián)軸器具有撓性，可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。有彈性元件撓性聯(lián)軸器：因聯(lián)軸器中裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲(chǔ)蓄的能量越多，則聯(lián)軸器的減振能力越強(qiáng)。這類聯(lián)軸器的品種多，應(yīng)用廣泛。對(duì)被聯(lián)接兩軸間的各種相對(duì)位移有補(bǔ)償能力，進(jìn)一步分為：15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部7 7剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部8 8十字滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器15152 2 聯(lián)軸

6、器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部9 9無彈性件撓性聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器 15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1010無彈性件撓性聯(lián)軸器15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1111無彈性件撓性聯(lián)軸器15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1212無彈性件撓性聯(lián)軸器15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1313無彈性件撓性

7、聯(lián)軸器 15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部141415152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部151515152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部161615152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1717輪胎聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1818有彈性件撓性聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸

8、器膜片聯(lián)軸器星形彈性聯(lián)軸器 15152 2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部1919 作用：離合器用來聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中主、從動(dòng)部分可分離可接合。一、離合器的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(dòng)式兩類；按操縱方式分有機(jī)械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等；可自動(dòng)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(dòng)地接合或分離。15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2020二、對(duì)離合器的基本要求分離、接合

9、迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)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。15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2121 由兩個(gè)端面帶牙的半離合器1、3組成。從動(dòng)半離合器3用導(dǎo)向平鍵或花鍵與軸聯(lián)接，另一半離合器1用平鍵與軸聯(lián)接，對(duì)中環(huán)2用來使兩軸對(duì)中，滑環(huán)4可操縱離合器的分離或接合。15.3.1 牙嵌式離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部222215.3.1 牙嵌式離合器15153 3

10、 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2323 摩擦離合器利用主、從動(dòng)半離合器摩擦片接觸面間的摩擦力傳遞扭矩。 為提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，多采用多片摩擦片。他能在不停車或兩軸有較大轉(zhuǎn)速差時(shí)進(jìn)行平穩(wěn)結(jié)合，且可在過載時(shí)因摩擦片間打滑而起到過在保護(hù)作用。15.3.2 摩擦離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2424單片離合器動(dòng)作過程15.3.2 摩擦離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2525多片離合器動(dòng)作過程15.3.2 摩擦離合器15153 3 離合

11、器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2626多片離合器結(jié)構(gòu)組成15.3.2 摩擦離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2727牙嵌式安全離合器滾柱式超越離合器15.3.3 特殊功用離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2828特殊1一、定向離合器爪輪套筒滾柱彈簧頂桿當(dāng)爪輪為主動(dòng)輪并作順時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱將被摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)而滾向空隙的收縮部分，并楔緊在爪輪和套筒間，使套筒隨爪輪一同回轉(zhuǎn)，離合器即進(jìn)入接合狀態(tài)。當(dāng)爪輪反向回轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱即被滾到空隙的寬敞部分，這時(shí)離

12、合器即處于分離狀態(tài)。因而定向離合器只能傳遞單方向的轉(zhuǎn)矩，可在機(jī)械中用來防止逆轉(zhuǎn)及完成單向傳動(dòng)。15.3.3 特殊功用離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部2929無彈性件撓性聯(lián)軸器一、定向離合器15.3.3 特殊功用離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部3030特殊2二、離心離合器 圖所為開式離心離合器的工作原理圖，在兩個(gè)拉伸螺旋彈簧的彈力作用下，主動(dòng)部分的一對(duì)閘塊與從動(dòng)部分的鼓輪脫開；當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值后，離心力增加到能克服彈簧拉力時(shí)，便使閘塊繞其支點(diǎn)向外擺動(dòng)與從動(dòng)鼓輪壓緊，離合器

13、即進(jìn)入接合狀態(tài)。當(dāng)接合面上產(chǎn)生的摩擦力矩足夠大時(shí)，主、從動(dòng)軸即一起轉(zhuǎn)動(dòng)。15.3.3 特殊功用離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部3131特殊3三、電磁粉末離合器 圖示為電磁粉末離合器的原理圖。金屬外筒為從動(dòng)件，嵌有環(huán)形勵(lì)磁線圈的電磁鐵與主動(dòng)軸聯(lián)接，金屬外筒與電磁鐵間留有少量間隙，內(nèi)裝適量的鐵和石墨粉末。當(dāng)勵(lì)磁線圈中無電流時(shí)，散砂似的粉末不阻礙主、從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，離合器處于分離狀態(tài)；當(dāng)通入電流時(shí)，電磁粉末即在磁場作用下被吸引而聚集，從而將主、從動(dòng)件聯(lián)系起來，離合器即接合。這種離合器在過載滑動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高溫。當(dāng)溫度超過電磁粉末的居里

14、點(diǎn)時(shí)，則磁性消失，離合器即分離，從而可以起到保安的作用。金屬外筒鐵和石墨粉勵(lì)磁線圈電磁鐵15.3.3 特殊功用離合器15153 3 離合器離合器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部323215154 4 制動(dòng)器制動(dòng)器 利用運(yùn)動(dòng)表明相接觸時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力達(dá)到減速或終止運(yùn)動(dòng)目的的裝置稱為摩擦式制動(dòng)器。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備重。一、帶式制動(dòng)器 帶式制動(dòng)器主要用撓性鋼帶包圍制動(dòng)輪。在重錘的作用下，制動(dòng)帶與制動(dòng)輪之間產(chǎn)生摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)合閘制動(dòng)。松閘時(shí)，則由電磁鐵或人力提升重錘來實(shí)現(xiàn)。 制動(dòng)帶是鋼帶內(nèi)表面鑲嵌一層石棉制品與制動(dòng)輪接觸，以增加摩擦力。20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部3333 帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡單，由于包角大（200250），故制動(dòng)力矩大；但制動(dòng)輪磨損不均勻，容易斷裂，而且對(duì)軸的作用力大。一般用于集中驅(qū)動(dòng)的起重設(shè)備及絞車中。一、帶式制動(dòng)器 塊式制動(dòng)器由位于制動(dòng)輪兩旁的兩個(gè)制動(dòng)壁和兩個(gè)制動(dòng)塊組成。各種塊式制動(dòng)器的區(qū)別在于制動(dòng)杠桿系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)的不同。一般多為常閉式，利用彈簧與重錘和閘，利用電磁鐵或人力操縱松閘。二、塊式制動(dòng)器15154 4 制動(dòng)器制動(dòng)器20072007年年1010月月機(jī)械工程基礎(chǔ)部機(jī)械工程基礎(chǔ)部3434 由于制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)輪的包角小，2140，所以它的制動(dòng)力矩必帶式制動(dòng)器小