機械行業(yè)設計及聯(lián)軸離合制動器

§17-1聯(lián)軸器、離合器的類型和應用§17-2固定式剛性聯(lián)軸器§17-3可移動剛性聯(lián)軸器§17-4彈性聯(lián)軸器§17-5牙嵌式離合器§17-6摩擦離合器第17章聯(lián)軸器、離合器和制動器§17-7磁粉離合器§17-8定向離合器§17-9制動器§17-1聯(lián)軸器、離合器的類型和應用工作特點：聯(lián)軸器用于剛性靜態(tài)聯(lián)接；而離合器則用于兩軸之間的動態(tài)聯(lián)接。分類：彈性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器固定式聯(lián)軸器移動式聯(lián)軸器作用：主要用于將兩根軸聯(lián)接在一起，使它們一起旋轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩。聯(lián)軸器牙嵌式離合器離合器摩擦式離合器電磁離合器自動離合器應用實例：手腕驅(qū)動機構、汽車后橋驅(qū)動、車輛啟停等。聯(lián)軸器、離合器大都已經(jīng)標準化了，可直接選用。工作條件=>選類型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速軸徑=>確定型號與規(guī)格計算轉(zhuǎn)矩：Tc=KATKA為工作情況系數(shù)；T為名義轉(zhuǎn)矩；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設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云yxα

兩軸線的相對位移:

軸向、徑向、角度、綜合。§17-3可移動剛性聯(lián)軸器由于制造、安裝或工作時零件的變形等原因，被聯(lián)接的兩軸不一定度能精確對中，因此會出現(xiàn)兩軸之間的軸向位移、徑向位移和角位移，或其組合。聯(lián)接特點：構成動聯(lián)接，具有一個或幾個方向的活動度。能補償兩軸的相對位移。α

xy軸向如果聯(lián)軸器沒有適應這種相對位移的能力就會在聯(lián)軸器、軸和軸承中引起附加載荷，甚至引起強烈振動。設計：潘存云設計：潘存云優(yōu)點：傳遞扭矩大、能補償綜合位移。缺點：結構笨重、造價高。應用：用于重型傳動。設計：潘存云二、滑塊聯(lián)軸器結構：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，嵌入凹槽中，構成移動副。工作原理：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動。優(yōu)缺點：結構簡單、制造容易。滑塊因偏心產(chǎn)生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。適用范圍：α≤30’,y≤0.04d，v≤300r/min

α

y設計：潘存云設計：潘存云三、萬向聯(lián)軸器作用：用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。共軸、有夾角應用：廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統(tǒng)中。α單萬向聯(lián)軸器設計：潘存云設計：潘存云vA1=rω1結構特點：兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈與中間的“十字形”構件相聯(lián)，“十字形”構件的中心位于兩軸交點處，運動分析：αα兩軸平均傳動比為1，但瞬時傳動比是動態(tài)變化的。在圖示位置I,以軸1為參考系，對A點有：以軸2為參考系，對A點有：vA2=r’ω’2Aω'2Aαω1Brr’=rcosαω’2顯然有：

vA1=vA2

α=0~45?軸間角為：設計：潘存云r”其它位置：代入得：ααω1BBAω"2在圖示位置II,以軸2為參考系，對B點有：vB2=rω”2以軸1為參考系，對B點有：vB1=r”ω1=ω1rcosα同樣有：

vB1=vB2

r代入得：ω’’2=ω1cosαω’2〉ω1=>ω”2<ω1ω1cosαω1cosα≤ω2≤ω1=cosαω’2設計：潘存云設計：潘存云2.雙萬向鉸鏈機構將兩個單萬向鉸鏈機構串聯(lián)使用，構成雙萬向鉸鏈機構。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為了消除從動軸變速轉(zhuǎn)動的缺點，常設計：潘潘存云設計：潘潘存云3.小小型雙萬萬向聯(lián)軸軸器結構如圖圖所示，，通常采采用合金金鋼制造造。AAA--AAAααAAαα模型演示示設計：潘潘存云設計：潘潘存云一、彈性性套柱銷銷聯(lián)軸器器§17-4彈彈性聯(lián)聯(lián)軸器結構特點點：外觀與凸凸緣聯(lián)軸軸器相似似，用帶帶橡膠彈彈性套的的柱銷聯(lián)聯(lián)接兩個個半聯(lián)軸軸器。預留安裝空間以便與更換橡膠套A預留間隙以補償軸向位移。c圓柱孔圓錐孔設計：潘潘存云二、彈性性柱銷聯(lián)聯(lián)軸器結構：用尼龍制制成的柱柱銷置于于兩個半半聯(lián)軸器器凸緣的的孔中。。尼龍銷擋板cc銷與擋板之間留有間隙結構簡單單、更換換柱銷方方便。特點：上述兩種種聯(lián)軸器器的動力力通過彈彈性元件件傳遞，，緩和沖沖擊、吸吸收振動動。應用：適用于正正反向變變化多，，啟動頻繁的高高速軸。。適用范圍圍：-12?≤t≤60?，v≤8000r/min能補償較較大的軸軸向位移移，并允允許微量量的徑向向位移和和角位移移。兩種柱銷銷設計：潘潘存云§17-5牙牙嵌式式離合器器結構：由端面帶帶牙的固固定套筒筒、活動動套筒、、對中環(huán)環(huán)組成。。固定套筒筒活動套筒筒滑環(huán)對中環(huán)工作原理理：利用操縱縱桿移動動滑環(huán)，，實現(xiàn)兩兩套筒的的結合與與分離。。牙型30?~40?2?~8?2?~8?60?三角形梯形形鋸齒形----傳遞中中小轉(zhuǎn)矩矩、牙數(shù)數(shù)為16~60----傳遞較大轉(zhuǎn)矩、牙數(shù)為3~15梯形牙可可以補償償磨損后后的牙側(cè)側(cè)間隙。。鋸齒形只只能單向向工作。。反轉(zhuǎn)時具具有較大大的軸向向分力，，會迫使使離合器器自行分分離。制造要求求：各牙應精精確等分分，以使使載荷均均勻分布布。特點：結構簡單單、外廓廓尺寸小小、能傳傳遞較大大的轉(zhuǎn)矩矩。材料：低碳合金金鋼：20Cr、20MnB。。滲碳淬火火后牙面面硬度：56~62HRC;中碳合金金鋼：40Cr、45MnB。。表面淬火火后牙面面硬度：48~58HRC;承載能力力：取決于齒齒根的彎彎曲強度度:hKATzWD0σb=≤[σb]

2KATzD0ahp=≤[p]W-齒根彎彎曲截面面系數(shù)；；D0-牙平均均直徑；；a-牙的寬寬度。D0ah式中：h為牙齒高高度；z為牙齒數(shù)數(shù)；設計：潘潘存云§17-6摩摩擦離離合器123一、單片片式圓盤盤摩擦離合合器摩擦扭矩矩:Tmax=FafRf結構：由固定圓圓盤1、、活動圓圓盤2、、滑環(huán)組組成。工作原理理：移動滑環(huán)環(huán)，可實實現(xiàn)兩圓圓盤的結結合與分分離，靠靠摩擦力力帶動從從動軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。缺點：結合過程程中不可可避免出出現(xiàn)打滑滑，引起起磨損和和發(fā)熱；；2.過載時打打滑，起起保護作作用；3.結合平穩(wěn)穩(wěn)、沖擊擊和振動動小。優(yōu)點：1.在任何轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速條件件下兩軸軸都可以以進行結結合；Fa213FaRf設計：潘潘存云主動摩擦片杠桿滑環(huán)工作原理理：移動滑環(huán)環(huán)，通過過杠桿作作用，壓壓緊或放放松磨擦擦片，來來實現(xiàn)兩兩軸的結結合與分分離。調(diào)整螺母被動摩擦片二、多片片式圓盤盤摩擦離合合器結構特點點：多個摩擦擦片疊加加在一起起；摩擦片材材料：淬火鋼片片、壓制制石棉片片。摩擦片數(shù)數(shù)量z↑→傳遞扭矩矩T↑但z過大大將使各各層間壓壓力不均均勻，一一般取:z=12~15摩擦扭矩矩:Tmax=zFafRfzFaf(D1+D2)=4≥KAT4Fap=π(D1

+D2)表面壓強強:≤[p]D1D2有潤滑劑無潤滑劑[p]/MPa表17-2常用摩擦片材料的f和[p]

摩擦片材料f圓盤摩擦離合器鑄鐵—鑄鐵或鋼0.05~0.060.15~0.20.25~0.30淬火鋼—淬火鋼0.05~0.060.180.6~0.8青銅—鋼或鑄鐵0.080.17~0.180.4~0.5壓制石棉—鋼或鑄鐵0.120.3~0.50.20~0.30對于頻繁繁啟動的的離合器器，可將將表中[p]降降低15~30%。類型→反應敏捷捷，但摩摩擦片易易磨損。。油式磨擦擦離合器器干式磨擦擦離合器器→磨損輕微微、壽命命長、并并能在繁重的的條件下下運轉(zhuǎn)。。設計：潘潘存云設計：潘潘存云離合器的的操縱方方式機械力電磁力氣動力液壓力力8~10?

三、圓圓錐式式摩擦離離合器器結構：：錐臺表表面為為摩擦擦接觸觸面。。優(yōu)點：：由于采采用了了槽面面摩擦擦原理理，因因此只只需要要很小小的操操縱力力即能能使離離合器器傳遞遞較大大的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。。缺點：：徑向尺尺寸較較大，，不如如多盤盤式緊緊湊。。磁粉材材料：：鐵鈷鎳鎳、鐵鐵鈷釩釩等合合金粉粉，加加入少少量二二硫化化鉬。。形狀為為球形形或橢橢球形形，顆顆粒直直徑為為：20~70μm。優(yōu)點：：1）勵磁電電流I與與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T呈線線性關關系、、轉(zhuǎn)矩矩調(diào)節(jié)節(jié)簡單單而且精確確，調(diào)調(diào)節(jié)范范圍寬寬。2)可用作作恒張張力控控制，，是造造紙機機、紡紡織機機、印印刷機機、繞線機機等的的理想想裝置置。3)若將主主動件件固定定，則則可作作制動動器使使用。。缺點：：相對而而言比比較笨笨重。。4)操縱方方便、、離合合平穩(wěn)穩(wěn)、工工作可可靠。。設計：：潘存存云當外環(huán)環(huán)反向向轉(zhuǎn)動動時，，則帶帶動滾滾柱克克服彈彈簧力力而滾滾到楔楔形空空間的的寬敞敞位置置，離離合器器處于于分離離狀態(tài)態(tài)。結構：：由星輪輪、外外環(huán)、、滾柱柱、彈彈簧推推桿等等零件件組成成。工作原原理：：當外環(huán)環(huán)逆時時鐘轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時時，以以摩擦擦力帶帶動滾滾柱向向前滾滾動，，進一一步楔楔緊內(nèi)內(nèi)外接接觸面面，從從而驅(qū)驅(qū)動星星輪一一起旋旋轉(zhuǎn)。。一、滾滾柱式式定向向離合合器§17-8定定向離離合器器滾柱在在彈簧簧推桿桿作用用下處處于半半楔緊緊狀態(tài)態(tài)。設計：：潘存存云結構：：由內(nèi)環(huán)環(huán)、外外環(huán)、、楔塊塊、支支撐環(huán)環(huán)、拉拉簧等等零件件組成成。二、楔楔塊式式定向向離合合器優(yōu)點：：楔塊曲曲率半半徑大大，裝裝入數(shù)數(shù)量多多，相相同尺尺寸時時傳遞遞的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩更更大。。缺點：：高速運運轉(zhuǎn)時時有較較大磨磨損，，壽命命較短短。工作原原理：：內(nèi)外環(huán)環(huán)工作作面都都為圓圓形，，整圈圈拉簧簧壓著著楔塊塊始終終與內(nèi)內(nèi)環(huán)接接觸，，并力力圖使使楔塊塊繞自自身作作逆時時鐘方方向偏偏擺。。當外外環(huán)順順時鐘鐘方向向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時，，楔塊塊克服服彈簧簧力而而作順順時鐘鐘方向向擺動動，從從而在在內(nèi)外外環(huán)間間越楔楔越緊緊，離離合器器處于于結合合狀態(tài)態(tài)。反反向時時斜塊塊松開開而成成分離離狀態(tài)態(tài)。設計計：：潘潘存存云云§17-9制制動動器器結構構：：由瓦瓦塊塊、、制制動動輪輪等等零零件件組組成成。。工作作原原理理：：通電電松松開開，，斷斷電電后后靠靠彈彈簧簧拉拉力力實實現(xiàn)現(xiàn)制制動動。。借助助于于瓦瓦塊塊與與制制動動輪輪之之間間的的摩摩擦擦力力來來實實現(xiàn)現(xiàn)制制動動。。斷斷電電制制動動是是為為了了保保證證設設備備安安全全。。作用用：：降低低機機械械運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速度度或或停停止止運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的裝裝置置。。應用用：：車輛輛、、起起重重機機械械等等。。一、、塊塊式式制制動動器器設計計：：潘潘存存云云設計計：：潘潘存存云云abaFDhH制動動力力矩矩的的計計算算：：FF彈簧力FNFN制動反力FN=0.95FH/h0.95---摩擦擦損損耗耗的的系系數(shù)數(shù)杠桿桿連連接接處處制動動力力矩矩：：T=FNfD瓦塊塊材材料料：鑄鐵鐵、、或或鑄鑄鐵鐵表表面面復復以以皮皮革革或或石石棉棉帶帶。。特點點：：結構構簡簡單單、、緊緊湊湊。。