哈工大機械設(shè)計課程(授課老師趙小力)第20講VIP

1、113.1 13.1 概述概述聯(lián)軸器聯(lián)軸器和主要用作軸與軸之間的聯(lián)接，以傳遞運動和轉(zhuǎn)和主要用作軸與軸之間的聯(lián)接，以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。矩。聯(lián)軸器聯(lián)軸器必須在機器停車后，經(jīng)過必須在機器停車后，經(jīng)過拆卸才能使兩軸結(jié)合或分離。拆卸才能使兩軸結(jié)合或分離。第十三章第十三章 聯(lián)軸器、離合器和制動器聯(lián)軸器、離合器和制動器2離合器離合器在機器工作中可隨時使兩軸結(jié)合或分離在機器工作中可隨時使兩軸結(jié)合或分離。制動器制動器是是用來迫使機器迅速停止運轉(zhuǎn)或減低機器運用來迫使機器迅速停止運轉(zhuǎn)或減低機器運 轉(zhuǎn)速度的機械裝置。轉(zhuǎn)速度的機械裝置。特點：隨時控制啟動和停車；特點：隨時控制啟動和停車； 控制變速和換檔；控制變速和換檔；

2、 過載安全保護。過載安全保護。 13.1 13.1 概述概述3 聯(lián)軸器和離合器的選用： 1）確定需要傳遞的轉(zhuǎn)矩T 2）根據(jù)工作條件、載荷特征選擇類型； 3）根據(jù)名義轉(zhuǎn)矩 T 求出計算轉(zhuǎn)矩Tc為: K載荷系數(shù) 4）根據(jù)d,n,TC選擇具體型號；cTKTN mm 13.1 13.1 概述概述聯(lián)軸器和離合器已標(biāo)準(zhǔn)化，故要學(xué)會如何選用。聯(lián)軸器和離合器已標(biāo)準(zhǔn)化，故要學(xué)會如何選用。413.2 13.2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器后果：聯(lián)軸器、軸和軸承中產(chǎn)生附加載荷，引起磨損和振動后果：聯(lián)軸器、軸和軸承中產(chǎn)生附加載荷，引起磨損和振動513.2 13.2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器:剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器:要求被聯(lián)接兩

3、軸軸線嚴(yán)格對中常用類型有:套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器無彈性元件的無彈性元件的撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器:可以通過兩半聯(lián)軸器間的相對運動來補償被聯(lián)接兩軸的相對位移。常用類型有:十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器齒輪聯(lián)軸器和萬萬向聯(lián)軸器向聯(lián)軸器有彈性元件的撓性聯(lián)軸器具有吸收振動和緩解沖擊的能力，而且能夠通過彈性元件的變形來補償兩軸的相對位移。其常用類型有:彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)彈性柱銷聯(lián)軸器軸器、輪胎式聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器有彈性元件的有彈性元件的撓性聯(lián)軸器：撓性聯(lián)軸器：6一、固定式剛性聯(lián)軸器一、固定式剛性聯(lián)軸器1.1

4、.套筒聯(lián)軸器（整體式結(jié)構(gòu)）套筒聯(lián)軸器（整體式結(jié)構(gòu)）72.2.夾殼聯(lián)軸器（剖分式結(jié)構(gòu)）夾殼聯(lián)軸器（剖分式結(jié)構(gòu)）83.凸緣聯(lián)軸器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低、傳遞轉(zhuǎn)矩大；優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低、傳遞轉(zhuǎn)矩大；缺點：缺乏偏移補償能力，對中心要求高，拆卸不便；缺點：缺乏偏移補償能力，對中心要求高，拆卸不便；場合：最為廣泛應(yīng)用的剛性聯(lián)軸器。場合：最為廣泛應(yīng)用的剛性聯(lián)軸器。對對中中榫榫凸凸緣緣聯(lián)聯(lián)軸軸器器普普通通凸凸緣緣聯(lián)聯(lián)軸軸器器9剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格較低。結(jié)構(gòu)簡單、價格較低。 缺點：缺點：10二、無彈性元件的撓性聯(lián)軸器二、無彈性元件的撓性聯(lián)軸器1.1.十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)

5、軸器十字滑塊聯(lián)軸器允許的位移十字滑塊聯(lián)軸器允許的位移 0.04yd d軸的直徑允許的角位移允許的角位移 30。優(yōu)點：徑向尺寸小優(yōu)點：徑向尺寸小, ,結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單缺點：滑塊與凹槽間有摩損，需潤滑；缺點：滑塊與凹槽間有摩損，需潤滑；場合：十字滑塊因徑向位移會產(chǎn)生較大離心力，常用于低速場合：十字滑塊因徑向位移會產(chǎn)生較大離心力，常用于低速. .111213優(yōu)點：傳遞轉(zhuǎn)矩大優(yōu)點：傳遞轉(zhuǎn)矩大, ,外形尺寸緊湊外形尺寸緊湊, ,工作可靠；工作可靠；缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，間隙大有沖擊；缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，間隙大有沖擊；場合：常用于低速的重型機械中。場合：常用于低速的重型機械中。允許角位移允許角位移

6、115允許的徑向位移允許的徑向位移 0.30.4ymm允許的軸向位移允許的軸向位移 420 xmm2.2.齒輪聯(lián)軸器齒輪聯(lián)軸器潤滑油潤滑油+ +密封圈密封圈143.萬向聯(lián)軸器當(dāng)一軸固定時,另一軸可以在任意方向偏斜角,角位移最大可達45。當(dāng)主動軸以等角速度1回轉(zhuǎn)時,從動軸的角速度2將在一定范圍121cos/cos內(nèi)作周期性的變化,從而引起動載荷。為消除從動軸的速度波動,通常將萬向聯(lián)軸器成對使用成對使用,并使中間軸的兩個叉子位于同一平面同一平面上,還應(yīng)使主、從動軸的軸線與主、從動軸的軸線與中間軸的軸線間的偏斜角中間軸的軸線間的偏斜角 相等相等 ，轉(zhuǎn)速不宜太高。1215優(yōu)點：具有較大的角向補償能力，

7、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高；優(yōu)點：具有較大的角向補償能力，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高；缺點：在傳動中將產(chǎn)生附加動載荷，轉(zhuǎn)速不宜過高；缺點：在傳動中將產(chǎn)生附加動載荷，轉(zhuǎn)速不宜過高； 場合：重載、中載、輕載等中低速的場合，如機床、汽車。場合：重載、中載、輕載等中低速的場合，如機床、汽車。161718上述無彈性元件的撓性聯(lián)軸器的特點：上述無彈性元件的撓性聯(lián)軸器的特點：無彈性元件的撓性聯(lián)軸器無彈性元件的撓性聯(lián)軸器19滾子鏈剛性聯(lián)軸器滾子鏈剛性聯(lián)軸器20三、彈性聯(lián)軸器1.彈性套柱銷聯(lián)軸器（帶橡膠套的柱銷）（帶橡膠套的柱銷）徑向位移和角位移補償：徑向位移和角位移補償：彈性套柱銷彈性套柱銷軸向位移補償：軸向位移補償：預(yù)

8、留間隙預(yù)留間隙靠彈性元件的彈性變形補償兩軸間的相對位移，緩和沖擊和振動靠彈性元件的彈性變形補償兩軸間的相對位移，緩和沖擊和振動優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單, ,制造容易制造容易, ,裝拆方便裝拆方便, ,成本較低；成本較低；缺點：彈性套注銷磨損較為嚴(yán)重，需定時更換；缺點：彈性套注銷磨損較為嚴(yán)重，需定時更換；場合：轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、頻繁正反轉(zhuǎn)、需要緩和沖擊的場合。場合：轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、頻繁正反轉(zhuǎn)、需要緩和沖擊的場合。212.彈性柱銷聯(lián)軸器223.3.輪胎式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器由于橡膠輪胎易于變形由于橡膠輪胎易于變形, , 允許的相對位移較大：允許的相對位移較大：軸向位移可達軸向位移可達0.02D0.

9、02D；徑向位移可達徑向位移可達0.01D0.01D；角位移可達角位移可達5 51212；其中其中D D為聯(lián)軸器的外徑。為聯(lián)軸器的外徑。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單, ,使用可靠使用可靠, ,彈性大彈性大, ,壽命長壽命長, ,不需潤滑；不需潤滑；缺點：徑向尺寸大；缺點：徑向尺寸大；場合：多用于潮濕多塵、起動頻繁的場合。場合：多用于潮濕多塵、起動頻繁的場合。234.膜式聯(lián)軸器24 5、波紋管聯(lián)軸器25彈性管聯(lián)軸器26梅花形彈性元件：梅花形彈性元件：聚氨酯或尼龍聚氨酯或尼龍優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單, ,成本低成本低, ,補償補償位移和減振能力強；位移和減振能力強；場合：常用高速場合。場合：常

10、用高速場合。272829彈性聯(lián)軸器具有的特點：彈性聯(lián)軸器具有的特點：有彈性元件的彈性聯(lián)軸器有彈性元件的彈性聯(lián)軸器30四、聯(lián)軸器的選擇1 1）傳遞載荷的大小、性質(zhì)及對緩沖功能的要求。）傳遞載荷的大小、性質(zhì)及對緩沖功能的要求。載荷平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大、同軸度好、無相對位移的選用載荷平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大、同軸度好、無相對位移的選用剛剛性聯(lián)軸器性聯(lián)軸器；載荷變化大、要求緩沖、吸振或同軸度不易保；載荷變化大、要求緩沖、吸振或同軸度不易保證時應(yīng)選用證時應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器。2 2）工作轉(zhuǎn)速的高低與正、反轉(zhuǎn)變化多少的要求。）工作轉(zhuǎn)速的高低與正、反轉(zhuǎn)變化多少的要求。 高速運轉(zhuǎn)的軸應(yīng)選動平衡精度較高的聯(lián)軸器；動載

11、荷高速運轉(zhuǎn)的軸應(yīng)選動平衡精度較高的聯(lián)軸器；動載荷大的機器選用重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小的大的機器選用重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小的彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器；正、反；正、反轉(zhuǎn)變化多，啟動頻繁，安裝不易對中的場合考慮采用轉(zhuǎn)變化多，啟動頻繁，安裝不易對中的場合考慮采用彈性彈性聯(lián)軸器聯(lián)軸器。3 3）連接兩軸相對位移大小的要求。）連接兩軸相對位移大小的要求。 安裝調(diào)整后難以保證兩軸精確對中，或工作中有較大安裝調(diào)整后難以保證兩軸精確對中，或工作中有較大位移量的兩軸連接，要選用位移量的兩軸連接，要選用彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器。3113.3 13.3 離合器離合器離合器的分類離合器的分類離合器離合器操縱式操縱式機械操縱離合器機械操縱離

12、合器液壓液壓( (操縱操縱) )離合器離合器氣壓氣壓( (操縱操縱) )離合器離合器電磁電磁( (操縱操縱) )離合器離合器32一、操縱式離合器1.牙嵌離合器1、2 半離合器3 導(dǎo)向平鍵4 操縱滑環(huán)5 對中環(huán)材料選擇及熱處理：齒面需要高耐磨性，故齒面應(yīng)具有較高的硬度；一般采用低碳鋼+低碳淬火處理或中碳鋼+表面淬火處理；對于不重要的和靜止時離合的牙嵌離合器也可采用鑄鐵。33340bbKThZDWMPaMPa 02KTppZD AMPaMPa 牙嵌離合器的承載能力主要取決于齒根彎曲強度牙嵌離合器的承載能力主要取決于齒根彎曲強度 。對于。對于頻繁離合的牙嵌離合器，將產(chǎn)生齒面磨損，常通過限制齒面壓頻繁

13、離合的牙嵌離合器，將產(chǎn)生齒面磨損，常通過限制齒面壓強強p p來控制磨損。即來控制磨損。即b強度計算強度計算352.摩擦離合器摩擦離合器可以不停車或主、從動軸轉(zhuǎn)速差較大的情況下進摩擦離合器可以不停車或主、從動軸轉(zhuǎn)速差較大的情況下進行接合與分離，過程較為平穩(wěn)，但存在摩擦發(fā)熱和磨損。行接合與分離，過程較為平穩(wěn)，但存在摩擦發(fā)熱和磨損。摩擦離合器可分為：單盤式、多盤式和圓錐式。摩擦離合器可分為：單盤式、多盤式和圓錐式。3637多盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩及作用在摩擦面上的壓強分別為12max4QDDTZfFKT 22214QFppDDNmmMPa p=KvKzKnp0383940圓錐式摩

14、擦離合器圓錐式摩擦離合器與單圓盤摩擦離合器相比較，由于錐形結(jié)構(gòu)使圓錐式摩擦離合與單圓盤摩擦離合器相比較，由于錐形結(jié)構(gòu)使圓錐式摩擦離合器在相同外徑尺寸和相同軸向壓力的情況下接觸面積增大，從器在相同外徑尺寸和相同軸向壓力的情況下接觸面積增大，從而產(chǎn)生較大的摩擦力，傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。而產(chǎn)生較大的摩擦力，傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。41二、自動離合器二、自動離合器自動離合器是一種能根據(jù)機器運動或動力參數(shù)的變化而自動自動離合器是一種能根據(jù)機器運動或動力參數(shù)的變化而自動完成結(jié)合和分離的離合器。完成結(jié)合和分離的離合器。常用的有常用的有安全離合器安全離合器、離心離合器離心離合器和和定向離合器定向離合器1.1.安全離合器安全

15、離合器作用是當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過允許數(shù)值時能自動分離作用是當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過允許數(shù)值時能自動分離銷銷釘釘式式安安全全離離合合器器優(yōu)點：過載時銷釘被剪斷優(yōu)點：過載時銷釘被剪斷缺點：需要對銷釘強度進行精缺點：需要對銷釘強度進行精 確計算，且更換銷確計算，且更換銷釘既釘既 費時又不方便費時又不方便不宜用在經(jīng)常過載的場合不宜用在經(jīng)常過載的場合42摩擦式安全離合器432.離心離合器瓦塊式離心離合器開式離合器開式離合器主要用于起動裝置，以便運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后加載閉式離合器閉式離合器主要用作安全裝置,當(dāng)機器轉(zhuǎn)速過高時起安全保護作用。443.3.定向離合器定向離合器只能按一個轉(zhuǎn)向傳遞轉(zhuǎn)矩，反向時自動分離。只能按一個轉(zhuǎn)向傳遞轉(zhuǎn)矩，反向時

16、自動分離。優(yōu)點：工作時沒有噪聲優(yōu)點：工作時沒有噪聲, ,宜于高速轉(zhuǎn)動宜于高速轉(zhuǎn)動, ,但制造精度要求高。但制造精度要求高。1 1星輪星輪2 2外圈外圈3 3滾柱滾柱4 4彈簧頂桿彈簧頂桿滾滾珠珠式式定定向向離離合合器器454613.4 13.4 制動器制動器利用摩擦力來減低運動物體的速度或迫使其停止運動的裝置。按著制動零件的結(jié)構(gòu)特征分為帶式帶式、塊式塊式、盤式、內(nèi)漲式盤式、內(nèi)漲式。一、帶式制動器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單, ,尺寸緊湊尺寸緊湊, ,可以產(chǎn)生較大的制動力矩可以產(chǎn)生較大的制動力矩, ,常應(yīng)用。常應(yīng)用。缺點：帶式制動器制動輪軸和軸承受力大，帶與輪間壓力不均缺點：帶式制動器制動輪軸和軸承受力大，帶與輪間壓力不均 勻勻, ,從而磨損也不均勻從而磨損也不均勻, ,且易斷裂。且易斷裂。鋼帶鋼帶+ +石棉基摩擦材料石棉基摩擦材料47二、塊式制動器二、塊式制動器優(yōu)點：電磁塊式制動器制動和開啟迅速，尺寸小，重量輕，優(yōu)點：電磁塊式制動器制動和開啟迅速，尺寸小，重量輕， 易于調(diào)整瓦塊間隙，更換瓦塊、電磁鐵也方便；易于調(diào)整瓦塊間隙，更換瓦塊、電磁鐵也方便；缺點：制動時