聯軸器、離合器和制動器-1.ppt

,17-1 聯軸器、離合器的類型和應用,17-2 固定式剛性聯軸器,17-3 可移動剛性聯軸器,17-4 彈性聯軸器,17-5 牙嵌式離合器,17-6 摩擦離合器,第17章 聯軸器、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 聯軸器、離合器的類型和應用,工作特點：聯軸器用于剛性靜態(tài)聯接；而離合器則用 于兩軸之間的動態(tài)聯接。,分類：,彈性聯軸器,剛性聯軸器,固定式聯軸器,移動式聯軸器,作用：主要用于將兩根軸聯接在一起，使它們一起旋 轉，并傳遞扭矩。,聯軸器,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：手腕驅動機構、汽車后橋驅動、車輛啟停等。,聯軸器、離合器大都已經標準化了，可直接選用。,工作條件=選類型,轉矩 轉速 軸徑,=確定型號與規(guī)格,計算轉矩：,Tc=KAT,KA為工作情況系數；,T為名義轉矩；,設計：潘存云,設計：潘存云,17-2 固定式剛性聯軸器,結構：半聯軸器通過鍵與軸相聯，用螺栓將兩個半聯 軸器的凸緣聯接在一起。,普通凸緣聯軸器,絞制孔螺栓,型式：,有對中榫的凸緣聯軸器,普通凸緣聯軸器,-靠鉸制孔螺栓對中。,-靠榫頭對中。,對中榫,設計：潘存云,制造與安裝要求：半聯軸器的凸緣端面應與軸線垂直， 安裝時應使兩軸精確對中。,材料：一般用鑄鐵、當重載或 V30m/s時，用鑄 鋼或鍛鋼。,特點：結構簡單、使用方便、傳遞扭矩較大，但不能 緩沖減振。,應用：用于載荷較平穩(wěn)的兩軸聯接。,設計：潘存云,設計：潘存云,設計：潘存云,設計：潘存云,兩軸線的相對位移: 軸向、徑向、角度、綜合。,17-3 可移動剛性聯軸器,由于制造、安裝或工作時零件的變形等原因，被聯接的兩軸不一定度能精確對中，因此會出現兩軸之間的軸向位移、徑向位移和角位移，或其組合。,聯接特點：構成動聯接，具有一個或幾個方向的活動度。 能補償兩軸的相對位移。,如果聯軸器沒有適應這種相對位移的能力就會在聯軸器、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,一、齒式聯軸器,結構：兩個有內齒的外殼，兩個有外齒的套筒，兩者齒數 相同，外齒做成球形齒頂的腰鼓齒。套筒與軸用鍵聯接， 兩外殼用螺栓聯接。兩端密封，空腔內儲存潤滑油。,功用：能補償軸不對中和偏斜。,工作范圍：正常齒：30 腰鼓齒：3,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、滑塊聯軸器,結構：兩個端面開有徑向凹槽的半聯軸器，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，滑塊將在凹槽內滑動。,優(yōu)缺點：結構簡單、制造容易?；瑝K因偏心產生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。,適用范圍：30, y0.04d，v300 r/min,設計：潘存云,設計：潘存云,三、萬向聯軸器,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。,單萬向聯軸器,設計：潘存云,設計：潘存云,vA1 = r1,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，“十字形”構件的中心位于兩軸交點處，,運動分析：,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 = r2,= r cos 2,顯然有 ： vA1 = vA2,設計：潘存云,其它位置：,代入得：,在圖示位置II, 以軸2為參考系，對B點有 ：,vB2 = r”2,以軸1為參考系，對B點有 ：,vB1 = r”1,= 1 r cos,同樣有 ： vB1 = vB2,代入得：,2=1 cos,2 1,=”2 1,1 =cos2,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使用，構成雙萬向鉸鏈機構。,安裝要求：,主動、從動、中間三軸共面；,主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾 角應相等；,中間軸兩端的叉面應在同一平面內。,為了消除從動軸變速轉動的缺點，常,設計：潘存云,設計：潘存云,3. 小型雙萬向聯軸器 結構如圖所示，通常采用合金鋼制造。,模型演示,設計：潘存云,設計：潘存云,一、彈性套柱銷聯軸器,17-4 彈性聯軸器,結構特點：外觀與凸緣聯軸器相似，用帶橡膠彈性套的柱銷聯接兩個半聯軸器。,圓柱孔,圓錐孔,設計：潘存云,二、彈性柱銷聯軸器,結構：用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯軸器凸緣的孔中。,結構簡單、更換柱銷方便。,特點：上述兩種聯軸器的動力通過彈性元件傳遞，緩和沖擊、吸收振動。,應用：適用于正反向變化多，啟動 頻繁的高速軸。,適用范圍：-12t60， v8000 r/min,能補償較大的軸向位移，并允許微量的徑向位移和角位移。,兩種柱銷,設計：潘存云,三、輪胎式彈性聯軸器,結構：中間為橡膠制成的輪胎環(huán)，用止退墊板與半聯 軸器聯接。,特點：結構簡單、易于變形。允 許較大的綜合hdv x位移。,應用：適用于啟動頻繁、正反向運轉、有沖擊振動、有較大軸向位移、潮濕多塵的場合。,適用范圍： 512， x0.02D y0.01D， n5000 r/min,設計：潘存云,17-5 牙嵌式離合器,結構：由端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環(huán)組成。,固定套筒,活動套筒,滑環(huán),對中環(huán),工作原理： 利用操縱桿移動滑環(huán)，實現兩套筒的結合與分離。,牙型,三角形,梯 形,鋸齒形,-傳遞中小轉矩、牙數為1660,梯形牙可以補償磨損后的牙側間隙。,鋸齒形只能單向工作。反轉時具有較大的軸向分力，會迫使離合器自行分離。,制造要求：各牙應精確等分，以使載荷均勻分布。,特點：結構簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉矩。,材料： 低碳合金鋼：20Cr 、 20MnB。 滲碳淬火后牙面硬度：5662 HRC;,中碳合金鋼：40Cr 、 45MnB。 表面淬火后牙面硬度：4858 HRC;,承載能力：取決于齒根的彎曲強度:,W-齒根彎曲截面系數；D0-牙平均直徑；a-牙的寬度。,式中：h為牙齒高度；z為牙齒數；,設計：潘存云,17-6 摩擦離合器,一、單片式圓盤摩擦離合器,摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf,結構：由固定圓盤1、活動圓盤2、滑環(huán)組成。,工作原理：移動滑環(huán)，可實現兩圓盤的結合與分離，靠摩擦力帶動從動軸轉動。,缺點：結合過程中不可避免出現 打滑，引起磨損和發(fā)熱；,2.過載時打滑，起保護作用；,3.結合平穩(wěn)、沖擊和振動小。,優(yōu)點： 1.在任何轉速條件下兩軸都可以進行結合；,設計：潘存云,工作原理：移動滑環(huán)，通過杠桿作用，壓緊或放松磨擦片，來實現兩軸的結合與分離。,二、多片式圓盤摩擦離合器,結構特點： 多個摩擦片疊加在一起；,摩擦片材料：淬火鋼片、壓制石棉片。,摩擦片數量z,傳遞扭矩T ,但z過大將使各層間壓力不均勻，一般取: z=1215,摩擦扭矩:,Tmax= z Fa f Rf, KA T,表面壓強:,p,對于頻繁啟動的離合器，可將表中p降低1530%。,類型,反應敏捷，但摩擦片易磨損。,油式磨擦離合器,干式磨擦離合器,磨損輕微、壽命長、并能 在繁重的條件下運轉。,設計：潘存云,設計：潘存云,離合器的操縱方式,機械力,電磁力,氣動力,液壓力,三、圓錐式摩擦離合器,結構：錐臺表面為摩擦接觸面。,優(yōu)點：由于采用了槽面摩擦原理，因此只需要很小的操縱力即能使離合器傳遞較大的轉矩。,缺點： 徑向尺寸較大，不如多盤式緊湊。,設計：潘存云,17-7 磁粉離合器,結構：由轉子軸、左右輪輻、勵磁線圈、磁粉等組成。,工作原理：通電后磁粉被磁化，彼此相互吸引聚集，依靠磁粉的結合力以及磁粉與兩工作面之間的摩擦力拉傳遞轉矩。,磁粉性能要求： 導磁率高、剩磁小、流動性好、耐磨、耐熱、不燒結性。,輸入,磁粉材料： 鐵鈷鎳、鐵鈷釩等合金粉，加入少量二硫化鉬。,形狀為球形或橢球形，顆粒直徑為：2070 m。,優(yōu)點： 1）勵磁電流 I 與轉矩T呈線性關系、轉矩調節(jié)簡單而 且精確，調節(jié)范圍寬。,2) 可用作恒張力控制，是造紙機、紡織機、印刷機、 繞線機等的理想裝置。,3) 若將主動件固定，則可作制動器使用。,缺點：相對而言比較笨重。,4) 操縱方便、離合平穩(wěn)、工作可靠。,設計：潘存云,當外環(huán)反向轉動時，則帶動滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置，離合器處于分離狀態(tài)。,結構：由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧推桿等零件組成。,工作原理： 當外環(huán)逆時鐘轉動時，以摩擦力帶動滾柱向前滾動，進一步楔緊內外接觸面，從而驅動星輪一起旋轉。,一、滾柱式定向離合器,17-8 定向離合器,滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態(tài)。,設計：潘存云,結構：由內環(huán)、外環(huán)、楔塊、支撐環(huán)、拉簧等零件組成。,二、楔塊式定向離合器,優(yōu)點：楔塊曲率半徑大，裝入數量多，相同尺寸時傳遞的轉矩更大。,缺點：高速運轉時有較大磨損，壽命較短。,工作原理： 內外環(huán)工作面都為圓形，整圈拉簧壓著楔塊始終與內環(huán)接觸，并力圖使楔塊繞自身作逆時針方向偏擺。當外環(huán)順時鐘方向旋轉時，楔塊克服彈簧力而作順時鐘方向擺動，從而在內外環(huán)間越楔越緊，離合器處于結合狀態(tài)。反向時斜塊松開而成分離狀態(tài)。,設計：潘存云,17-9 制 動 器,結構：由瓦塊、制動輪等零件組成。,工作原理：通電松開，斷電后靠彈簧拉力實現制動。 借助于瓦塊與制動輪之間的摩擦力來實現制動。斷電制動是為了保證設備安全。,作用：降低機械運轉速度或停止運轉的裝置。,應用：車輛、起重機械等。,一、塊式制動器,設計：潘存云,設計：潘存云,制動力矩的計算：,FN =0.95FH/h,0.95-摩擦損耗的系數