機械設(shè)計基礎(chǔ)第十七章聯(lián)軸器離合器和制動器解析課件

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)第十七章聯(lián)軸器離合器和制動器解析課件機械設(shè)計基礎(chǔ)第十七章聯(lián)軸器離合器和制動器解析課件本章主要內(nèi)容第一節(jié) 聯(lián)軸器第二節(jié) 離合器第三節(jié) 制動器本章主要內(nèi)容第一節(jié) 聯(lián)軸器第二節(jié) 離合器第三節(jié) 本章學(xué)習(xí)要求1、了解聯(lián)軸器的功用與主要類型2、了解各種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用場合3、掌握聯(lián)軸器的設(shè)計選用方法4、了解離合器的功用與主要類型5、了解各種離合器的結(jié)構(gòu)特點、應(yīng)用場合及設(shè)計選用6、了解制動器的分類及選用原則本章學(xué)習(xí)要求1、了解聯(lián)軸器的功用與主要類型本章重點難點聯(lián)軸器和離合器的設(shè)計選用 聯(lián)軸器和離合器的工作原理本章重點本章難點本章重點難點聯(lián)軸器和離合器的設(shè)計選用本章重點本章難點第一節(jié) 聯(lián)軸器一、

2、聯(lián)軸器的功用和類型 功用 ： 用于聯(lián)接兩根軸，或用于聯(lián)接軸與其它回轉(zhuǎn)件,使之共同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。圖 17 1 被聯(lián)接兩軸的相對位移 軸向位移徑向位移角位移綜合位移 x、y、a第一節(jié) 聯(lián)軸器一、聯(lián)軸器的功用和類型 功用 ： 圖 1表171 聯(lián)軸器分類類 型舉 例在 傳 動 系 統(tǒng) 中 的 作 用剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、徑向鍵凸緣聯(lián)軸器、平行軸聯(lián)軸器等只能傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，不具備其它功能撓性聯(lián)軸器無彈性元件齒式聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器等 能傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，且具有不同程度的軸向、徑向、角位移補償性能有彈性元件 非金屬彈性元件彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷齒式聯(lián)軸

3、器、梅花形彈性聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器、扇形塊彈性聯(lián)軸器等能傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，具有不同程度的軸向、徑向、角位移補償性能；還具有不同程度的減振、緩沖作用，能改善傳動系統(tǒng)的工作性能 金屬彈性元件膜片聯(lián)軸器、簧片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器、撓性桿聯(lián)軸器等安全聯(lián)軸器剪切銷安全聯(lián)軸器、摩擦式安全聯(lián)軸器、磁粉式安全聯(lián)軸器、液壓式安全聯(lián)軸器等能傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，有過載安全保護，撓性安全聯(lián)軸器還具有不同程度的補償性能表171 聯(lián)軸器分類類 型舉 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（一）剛性聯(lián)軸器圖 17 2 凸緣聯(lián)軸器 1、2 半聯(lián)軸器 3 聯(lián)接螺栓 結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，適用于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、被聯(lián)接件的兩根軸軸線相對偏移

4、極小的場合。 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖 17 2 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（二）撓性聯(lián)軸器 1.無彈性元件撓性聯(lián)軸器圖 17 3 滑塊聯(lián)軸器1、3 半聯(lián)軸器 2 滑塊（1）滑塊聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，適用于小功率，高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊的兩根軸聯(lián)接。第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖 17 3 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（二）撓性聯(lián)軸器 1.無彈性元件撓性聯(lián)軸器（續(xù)）(2)齒式聯(lián)軸器 齒式聯(lián)軸器徑向尺寸小，承載能力大，安裝精度要求不高，允許有較大位移，但質(zhì)量較大，成本高，常用于低速重載場合。 圖 17 4 齒式聯(lián)軸器1內(nèi)套筒； 2壓板；3外套筒； 4注油孔； 5螺栓； 6密封

5、第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)(2)齒式聯(lián)軸器 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（二）撓性聯(lián)軸器 1.無彈性元件撓性聯(lián)軸器（續(xù)）(3)萬向聯(lián)軸器 具有較大的角位移補償能力，結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便。 圖 17 5 十字軸萬向聯(lián)軸器1、3接頭； 2聯(lián)接件； 4、5軸銷 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)(3)萬向聯(lián)軸器 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（二）撓性聯(lián)軸器 2. 有彈性元件撓性聯(lián)軸器（1）非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器1）彈性套柱銷聯(lián)軸器 圖 17 6 彈性套柱銷聯(lián)軸器1、4半聯(lián)軸器 2柱銷 3彈性套 結(jié)構(gòu)較為簡單，制造容易，不需潤滑，彈性套更換方便，具有一定的補償兩軸線相對偏移、減振和緩沖性能。適用于

6、經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，啟動頻繁的中小功率傳動。第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（1）非金屬彈性元件撓性第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（二）撓性聯(lián)軸器 2. 有彈性元件撓性聯(lián)軸器（續(xù)） （1）非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器2）彈性柱銷聯(lián)軸器 圖 17 7 彈性柱銷聯(lián)軸器1、4半聯(lián)軸器 2柱銷 3擋板 結(jié)構(gòu)簡單，安裝、制造方便。但對于可靠性要求較高 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（1）非金屬彈性元件撓性第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（二）撓性聯(lián)軸器 2. 有彈性元件撓性聯(lián)軸器 （2）金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器 圖 17 8 膜片聯(lián)軸器1、7半聯(lián)軸器 2扣緊螺母 3六角螺母 4隔圈 5支承圈 6六角頭鉸制孔用螺栓 8膜

7、片 適用于高速、高溫、有腐蝕介質(zhì)工況環(huán)境的軸系傳動。 第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（2）金屬彈性元件撓性聯(lián)第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)（三）安全聯(lián)軸器 安全聯(lián)軸器的作用是當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩超過限定值時，其中的某一聯(lián)接件被折斷、分離或打滑，使傳動中斷，以保護傳動系統(tǒng)的重要部件不至于損壞。 圖 17 9 剪切銷安全聯(lián)軸器單剪雙剪第一節(jié) 聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu) 安全聯(lián)軸第一節(jié) 聯(lián)軸器三、聯(lián)軸器的設(shè)計選用 1所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及緩沖減振功能的要求。 2聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。 3兩根軸相對位移的大小和方向。 4聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。 5聯(lián)軸器的制造，安裝，維護和成本。選擇聯(lián)軸

8、器類型應(yīng)考慮：（一）選擇聯(lián)軸器類型（二）計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距把軸可能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩作為聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩工作系數(shù) KA 見表172 , 聯(lián)軸器傳遞名義轉(zhuǎn)矩T 單位 Nm第一節(jié) 聯(lián)軸器三、聯(lián)軸器的設(shè)計選用 1所需傳遞的轉(zhuǎn)第一節(jié) 聯(lián)軸器三、聯(lián)軸器的設(shè)計選用(續(xù))（三）確定聯(lián)軸器的型號（四）聯(lián)軸器的校核 根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩、軸的轉(zhuǎn)速等，由標準中查取確定聯(lián)軸器型號和結(jié)構(gòu)尺寸。 選取型號時，應(yīng)滿足條件：選定聯(lián)軸器型號后，必要時應(yīng)對軸和鍵的強度作校核計算。 使用非金屬彈性元件的聯(lián)軸器時，應(yīng)注意聯(lián)軸器所在部位的工作溫度，不要超過非金屬彈性元件材料允許的最高溫度。第一節(jié) 聯(lián)軸器三、聯(lián)軸器的設(shè)計選用(續(xù))（三）確定聯(lián)軸

9、例 題 （）型號選擇由設(shè)計手冊查GB/T 43232002，選用LT6彈性套柱銷聯(lián)軸器。LT6彈性套柱銷聯(lián)軸器（聯(lián)軸器材料為鑄鋼）的許用轉(zhuǎn)矩Tn為250Nm；許用轉(zhuǎn)速n為3800r/min；軸孔直徑為35mm和38mm。完全能滿足使用要求。 例 一臺攪拌機的傳動裝置中，電動機與減速器間用聯(lián)軸器。已知電動機型號為Y132M2-6，功率P=5.5kW，轉(zhuǎn)速n=960r/min，電動機軸的直徑 ，減速器高速軸伸出端的直徑 。工作時需正、反轉(zhuǎn)，試選擇聯(lián)軸器型號。解： （）類型選擇 由于轉(zhuǎn)速較高，工作時有正、反轉(zhuǎn)，故選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。（）確定計算轉(zhuǎn)矩由表-查得KA=1.7，按式（-），可求得計算轉(zhuǎn)矩

10、為名義轉(zhuǎn)矩例 題 （）型號選擇例 一臺攪拌機的傳動裝置第二節(jié) 離合器一、離合器的功用和類型類型、特點功用: 可將兩根軸隨時分離或接合的一種裝置（1）根據(jù)接合元件的不同：嚙合式離合器 、摩擦式離合器（2）根據(jù)接合方式的不同 ：操縱離合器 、自動離合器第二節(jié) 離合器一、離合器的功用和類型類型、特點功用: （第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點（一）牙嵌式離合器 牙嵌式離合器靠端面上的齒牙相互嚙合來傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。 圖 17 10 牙嵌式離合器1、2半離合器 3滑環(huán) 牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡單，外廓尺寸小，接合后兩個半離合器之間沒有相對滑動，適用于兩軸的轉(zhuǎn)速差較小或相對靜止的情況下接合。圖 17 11 牙嵌

11、式離合器牙形矩形鋸齒形梯形斜梯形第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點 牙嵌式離第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點（二）摩擦式離合器圖17 12 單盤圓盤摩擦式離合器1 主動軸 2 從動軸 3、4 摩擦盤 5 操縱環(huán)圖 17 13 多圓盤摩擦式離合器1、9軸 2鼓輪 3壓板 4外摩擦盤組 5內(nèi)摩擦盤組 6螺母 7壓桿 8滑環(huán) 10套筒 依靠主、從動盤接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩，使主、從動軸接合并傳遞轉(zhuǎn)矩。第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點圖17 12 第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點（二）摩擦式離合器（續(xù)）圖 17 14 摩擦盤結(jié)構(gòu)a）外摩擦盤 b）內(nèi)摩擦盤 c）碟形內(nèi)摩擦盤圖 17 15 電磁操縱

12、的摩擦式離合器1 電樞 2 斷電時放松 3 通電時壓緊4 繞組 5 電磁鐵殼體（主動） 6 摩擦盤組圖 17 16 氣（液）壓操縱摩擦式離合器1 活塞 2 摩擦盤組第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點圖 17 14 第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點（三）自動離合器 自動離合器能根據(jù)機器運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向的變化而自動完成接合與分離動作。常用的自動離合器有安全離合器、離心式離合器和定向離合器。安全離合器在所傳遞的轉(zhuǎn)矩超過一定數(shù)值時自動分離，用作過載保護裝置。 端面牙嵌式安全離合器 鋼球安全離合器圖 17 17 嚙合式安全離合器第二節(jié) 離合器二、離合器的結(jié)構(gòu)特點 自動離合第二節(jié) 離合器三、離合器

13、的設(shè)計選擇 離合器大都已標準化或系列化。設(shè)計時只需查閱有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本對其進行類比選擇設(shè)計即可。 選擇時，首先根據(jù)機器的工作特點和使用條件，結(jié)合各種離合器的性能特點，確定離合器的類型； 必要時，可對其薄弱環(huán)節(jié)進行承載能力的校核。 類型確定后，再根據(jù)被聯(lián)接兩根軸的直徑、計算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，從有關(guān)手冊中選取合適的規(guī)格。第二節(jié) 離合器三、離合器的設(shè)計選擇 離合器大都第三節(jié) 制動器簡介功用： 用來降低機械的運轉(zhuǎn)速度或迫使機械停止運轉(zhuǎn)的一種裝置，也可用作限速裝置。制動器的類型：根據(jù)制動原理分為：摩擦式和非摩擦式、常閉式和常開式。圖 17 18 側(cè)簧長行程電磁鐵液壓塊式制動器圖 17 19 簡單帶式制動器1