机械设计课件：联轴器、离合器和制动器.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械设计,联轴器、离合器、制动器,看懂联轴器的结构图；,掌握常用联轴器的类型、特点,联轴器已标准化，应会选用；,联轴器,用来联接两根轴，传递运动和转矩，机器运转时两轴不能分离离合器,在机器运转时，可根据需要使两轴随时接合或分离制动器,是用来降低机械的运转速度或停止机械的运转,下一页,概述,（联轴器、离合器、制动器的区别）,13.1,联轴器,普通联轴器的分类,一.,刚性联轴器,：不能补偿两轴间的相对位移无减振缓冲能力，要求两轴对中性好凸缘联轴器；,套筒联轴器：,十字轴万向联轴器：,滑块联轴器,弹性套柱销联轴器,弹性柱销联轴器,二.,挠性联轴器,：依靠元件能够补偿两轴间的相对位移有减振缓冲能力三.,安全联轴器,：,具有安全保护作用,下一页,一.刚性联轴器,：不能补偿两轴间的相对位移凸缘联轴器：结构简单、成本低、,可传递较大的转矩,下一页,5,套筒联轴器：,下一页,凸缘联轴器：安全联轴器,7,夹壳联轴器,图,13-1,两轴轴线的相对位移,二.挠性联轴器,：可在一定程度上补偿两轴间的某种位移,x,y,y,x,下一页,2.,有弹性元件的挠性联轴器,弹性套柱销联轴器,弹性柱销联轴器,星形弹性联轴器,轮胎式联轴器,1.,无弹性元件的挠性联轴器,滑块联轴器,齿式联轴器,滚子链联轴器,十字轴万向联轴器,种类,下一页,1.,无弹性元件的挠性联轴器,下一页,图,13-6,下一页,下一页,万向联轴器,作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。

共轴、有夹角,应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中1,）单万向联轴器,下一页,2,）双万向铰链机构,将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构安装要求：,主动、从动、中间三轴共面；,主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹,角应相等；,中间轴两端的叉面应在同一平面内2,1,C,2,1,C,为了消除从动轴变速转动的缺点，常,下一页,3,）小型双万向联轴器,结构如图所示，通常采用合金钢制造A,A,A-A,A,A,应用实例,下一页,1,）弹性套柱销联轴器,结构特点：,外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器预留安装空间以便与更换橡胶套,A,预留间隙以补偿轴向位移c,圆柱孔,圆锥孔,2.,有弹性元件的挠性联轴器,下一页,2,）弹性柱销联轴器,结构：,用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中尼龙销,挡板,c,c,销与挡板之间留有间隙,结构简单、更换柱销方便特点：,上述两种联轴器的动力通过弹性元件传递，缓和冲击、吸收振动应用：,适用于正反向变化多，启动,频繁的高速轴适用范围：,-12,t,6,0,，,v8000 r/min,能补偿较大的轴向位移，并允许微量的径向位移和角位移。

两种柱销,下一页,四 联轴器的选择,一.根据工作情况和经济性综合考虑，选择类型,1.载荷：,T,大小、性质（平稳、冲击）；,2.工作转速：,n；,3.精度：位移的大小和方向,二.确定联轴器的型号（尺寸大小）,扭矩,T,大小；,工作转速,n；,调整轴孔直径尺寸和形状,下一页,一、离合器的功用、分类及基本要求,自学：要求看懂结构图,分类：操纵离合器,（机械，液动，气动，电磁）,自控离合器,（离心，超越，安全）,离合器用来联接两根轴，传递运动和转矩，机器运转时两轴可以接合或分离下一页,13.2,离合器,1,.,牙嵌式离合器,结构,：,由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成工作原理：,利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离固定套筒,活动套筒,滑环,对中环,下一页,牙型,30,40,2,8,2,8,60,三角形,梯 形,锯齿形,-,传递中小转矩、牙数为,1660,-,传递较大转矩、牙数为,315,梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙锯齿形只能单向工作反转时具有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离制造要求,：,各牙应精确等分，以使载荷均匀分布下一页,特点：,结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。

材料：,低碳合金钢：,20Cr,、,20MnB,渗碳淬火后牙面,硬度：,5662 HRC;,中碳合金钢：,40Cr,、,45MnB,表面淬火后牙面,硬度：,4858 HRC;,承载能力：,取决于齿根的弯曲强度,:,hK,A,T,zWD,0,b,=,b,2K,A,T,zD,0,ah,p,=,p,W,-,齿根弯曲截面系数；,D,0,-,牙平均直径；,a,-,牙的宽度D,0,a,h,式中：,h,为牙齿高度；,z,为牙齿数；,下一页,2.,摩擦离合器,1,2,3,1,）单片式圆盘,摩擦离合器,摩擦扭矩,:,T,max,=F,a,f,R,f,结构：,由固定圆盘,1,、活动圆盘,2,、滑环组成工作原理：,移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦力带动从动轴转动缺点：,结合过程中不可避免出现打滑，引起磨损和发热；,2.,过载时打滑，起保护作用；,3.,结合平稳、冲击和振动小优点：,1.,在任何转速条件下两轴都可以进行结合；,F,a,R,f,2,1,3,F,a,下一页,结构特点：,多个摩擦片叠加在一起；,主动摩擦片,杠杆,滑环,工作原理：,移动滑环，通过杠杆作用，压紧或放松磨擦片，来实现两轴的结合与分离。

调整螺母,被动摩擦片,2,）多片式圆盘,摩擦离合器,下一页,摩擦片材料：,淬火钢片、压制石棉片摩擦片数量,z,传递扭矩,T,但,z,过大将使各层间压力不均匀，一般取,:,z=1215,摩擦扭矩,:,T,max,=,z,F,a,f,R,f,z,F,a,f,(D,1,+D,2,),=,4,K,A,T,4,F,a,p,=,(D,1,+D,2,),表面压强,:,p,D,1,D,2,下一页,有润滑剂 无润滑剂,p/MPa,表,常用摩擦片材料的,f,和,p,摩擦片材料,f,圆盘摩擦离合器,铸铁,铸铁或钢,0.050.06 0.15 0.2 0.250.30,淬火钢,淬火钢,0.050.06 0.18 0.60.8,青铜,钢或铸铁,0.08 0.17 0.18 0.40.5,压制石棉,钢或铸铁,0.12 0.3 0.5 0.200.30,对于频繁启动的离合器，可将表中,p,降低,1530%,类型,反应敏捷，但摩擦片易磨损油式摩擦离合器,干式摩擦离合器,磨损轻微、寿命长、并能,在繁重的条件下运转下一页,离合器的操纵方式,机械力,电磁力,气动力,液压力,810,3,）圆锥式,摩擦离合器,结构：,锥台表面为摩擦接触面。

优点：,由于采用了槽面摩擦原理，因此只需要很小的操纵力即能使离合器传递较大的转矩缺点：,径向尺寸较大，不如多盘式紧凑下一页,磁粉材料：,铁钴镍、铁钴钒等合金粉，加入少量二硫化钼形状为球形或椭球形，颗粒直径为：,2070,m,优点：,1),励磁电流,I,与转矩,T,呈线性关系、转矩调节简单而且精确，调节范围宽2),可用作恒张力孔制，是造纸机、纺织机、印刷机、绕线机等的理想装置3),若将主动件固定，则可作制动器使用缺点：,相对而言比较笨重,4),操纵方便、离合平稳、工作可靠下一页,当外环反向转动时，则带动滚柱克服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞位置，离合器处于分离状态结构：,由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成工作原理：,当外环逆时钟转动时，以摩擦力带动滚柱向前滚动，进一步楔紧内外接触面，从而驱动星轮一起旋转1,）滚柱式定向离合器,3.,定向离合器,滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态下一页,结构：,由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成2,）楔块式定向离合器,工作原理：,内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内环接触，并力图使楔块绕自身作逆时钟方向偏摆当外环顺时钟方向旋转时，楔块克服弹簧力而作顺时钟方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结合状态。

反向时斜块松开而成分离状态优点：,楔块曲率半径大，装入数量多，相同尺寸时传递的转矩更大缺点：,高速运转时有较大磨损，寿命较低下一页,4.,安全离合器,图,13-26,下一页,制动器是用来降低机械的运转速度或停止机械的运转,分类：按摩擦元件,（块式，带式，蹄式，盘式）,按制动系统的驱动方式,（手动式，电磁铁式，液压式，液压电磁式）,按工作状态,（常闭式，常开式）,下一页,13.3,制动器,1,、制动器的功用、分类及基本要求,图,13-27,下一页,2,、外抱块式制动器,图,13-28,图,13-28,下一页,3,、带式制动器,四、内涨蹄式制动器,图,13-29,下一页,五、盘式制动器,下一页,五、制动器的选择,按计算制动力矩来选择制动器的型号,工作级别，,JC,15%,25%,40%,60%,K,z,1.5,1.75,2.0,2.5,表 制动安全系数,下一页,完,返回,。