《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教案-第十七章 聯(lián)軸器、離合器和制動器

授課題目：第12章聯(lián)軸器、離合器和制動器12.1聯(lián)軸器12.2離合器12.3制動器授課方式（請打√）理論課√討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時安排2教學(xué)大綱要求：了解常用各種聯(lián)軸器、離合器和制動器的工作原理及工作特性；掌握常用各種聯(lián)軸器、離合器和制動器的的適用場合及選用。教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解常用各種聯(lián)軸器、離合器和制動器的工作原理及工作特性；掌握常用各種聯(lián)軸器、離合器和制動器的的適用場合及選用教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：常用各種聯(lián)軸器、離合器和制動器的的適用場合及選用作業(yè)、討論題、思考題：判斷題和選擇題課后總結(jié)分析：常用各種聯(lián)軸器、離合器和制動器的的適用場合及選用教學(xué)內(nèi)容備注第17章聯(lián)軸器、離合器和制動器功用：主要用來聯(lián)接兩軸(有時也可聯(lián)接軸與其他回轉(zhuǎn)零件),使其一同轉(zhuǎn)動并傳遞運(yùn)動和動力。兩者區(qū)別：兩軸用聯(lián)軸器聯(lián)接，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時不能分離，只有在機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離；用離合器聯(lián)接，則可在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中隨時分離或接合。17.1聯(lián)軸器17.1.1普通聯(lián)軸器的分類如下：剛性彈性固定式——套筒聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器可移動式——滑塊聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器金屬彈性元件——蛇形彈簧聯(lián)軸器非金屬彈性元件——尼龍柱銷聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器1．剛性聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等。這類聯(lián)軸器按對中方式不同又可分為兩種結(jié)構(gòu)形式：（1）如圖17—1a所示，兩半聯(lián)軸器用鉸制孔用螺栓對中并實(shí)現(xiàn)聯(lián)接。此種聯(lián)軸器裝拆較方便，且能傳遞較大轉(zhuǎn)矩。（2）如圖17—1b所示是有對中榫的凸緣聯(lián)軸器，靠一個半聯(lián)軸器的凸肩與另一個半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對中，用普通螺栓實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，依靠接合面間的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，對中精度高。裝拆時，軸必須作軸向移動。(a)(b)圖17—1凸緣聯(lián)軸器常用材料：為灰鑄鐵、中碳鋼及鑄鋼。特點(diǎn)：凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，但不能補(bǔ)償兩軸線的相對位移，也不能緩沖減振，故只適用于聯(lián)接的兩軸能嚴(yán)格對中、載荷平穩(wěn)的場合。2．撓性聯(lián)軸器（1）無彈性元件的撓性聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器具有撓性，所以可補(bǔ)償兩軸的相對位移。但又因無彈性元件，故不能緩沖減振。1）滑塊聯(lián)軸器(a)(b)圖17—2滑塊聯(lián)軸器常用材料：中碳鋼，并需進(jìn)行表面淬火處理，這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，主要用于兩軸徑向位移較大、無沖擊及低速場合。2）十字軸式萬向聯(lián)軸器聯(lián)軸器的兩軸線能成任意角度α，而且在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時，夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧鲃?。但α角越大，傳動效率越低，所以一般α最大不超過35～45°。圖17—3十字軸式萬向聯(lián)軸器缺點(diǎn)：當(dāng)主動軸角速度為常數(shù)時，從動軸的角速度并不是常數(shù)，而是在一定范圍內(nèi)變化。雙萬向聯(lián)軸器：使用雙萬向聯(lián)軸器時，應(yīng)使主、從動軸和中間軸位于同一平面內(nèi)，兩個叉形接頭也位于同一平面內(nèi)，而且使主、從動軸與聯(lián)接軸所成夾角α相等（圖17—4），這樣才能使主、從動軸同步轉(zhuǎn)動，避免動載荷的產(chǎn)生。圖17—4雙萬向聯(lián)軸器的安裝十字軸式萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便，廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、組合機(jī)床等機(jī)械的傳動系統(tǒng)中。小型十字軸式萬向聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可按標(biāo)準(zhǔn)選用。（2）有彈性元件的撓性聯(lián)軸器1）彈性套柱銷聯(lián)軸器材料：天然橡膠或合成橡膠，這種聯(lián)軸器的工作溫度須在–20～＋70°范圍內(nèi)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，更換容易，尺寸小，重量輕，但其壽命較短，因此它適用于沖擊載荷不大，需正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁的、由電動機(jī)驅(qū)動的各種中小功率傳動軸系中。圖17—5彈性套柱銷聯(lián)軸器2）彈性柱銷聯(lián)軸器具有補(bǔ)償兩軸相對位移和緩沖的性能。由于尼龍柱銷對溫度較敏感，故這種聯(lián)軸器的工作溫度也須在–20～＋70°范圍內(nèi)。圖17—6彈性柱銷聯(lián)軸器與彈性套柱銷聯(lián)軸器相比，彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)更為簡單，便于制造維修，耐久性好。適用于聯(lián)接起動及換向頻繁的傳遞轉(zhuǎn)矩較大的中、低速軸系中。171．聯(lián)軸器的類型選擇應(yīng)考慮以下因素：1）所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)以及對緩沖和減振方面的要求2）聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小3）兩軸相對位移的大小此外還應(yīng)考慮聯(lián)軸器的可靠性、使用壽命和工作環(huán)境，以及聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本等因素。2．聯(lián)軸器的型號選擇按下式計算其計算轉(zhuǎn)矩。Tc＝KT式中Tc——軸的計算轉(zhuǎn)矩（Nm）；K——工作情況系數(shù)，見表12—1；T——軸的名義轉(zhuǎn)矩（Nm）。根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩Tc、軸的轉(zhuǎn)速n和軸端直徑d查閱有關(guān)手冊，選擇適當(dāng)型號的聯(lián)軸器。選擇時應(yīng)滿足：1）計算轉(zhuǎn)矩Tc不超過聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩Tn，即Tc≤Tn；2）轉(zhuǎn)速n不超過聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速[n]，即n≤[n]；3）軸端直徑不超過聯(lián)軸器的孔徑范圍。17.1.3聯(lián)軸器的安裝與維護(hù)總的原則;嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行裝配.17.2離合器17.2.1離合器的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用根據(jù)工作原理不同，又可將離合器分為嵌合式離合器和摩擦式離合器。1．牙嵌式離合器牙嵌式離合器常用的牙形有：三角形、梯形、矩形和鋸齒形，梯形牙應(yīng)用較廣，其強(qiáng)度高，傳遞轉(zhuǎn)矩大，能自動補(bǔ)償牙面磨損所產(chǎn)生的間隙，同時由于嵌合牙間有軸向分力，故便于分離；三角形牙只能傳遞中、小轉(zhuǎn)矩；矩形牙不便于離合，且磨損后無法補(bǔ)償；鋸齒形牙只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩。牙嵌離合器的主要失效形式:牙面的磨損和牙根折斷材料:常用低碳鋼滲碳淬火或中碳鋼表面淬火處理，硬度應(yīng)分別達(dá)到52～62HRC和48～52HRC。不重要的和在靜止時接合的離合器可用鑄鐵。2．圓盤摩擦片離合器單片式摩擦離合器:結(jié)構(gòu)簡單，但徑向尺寸較大，只能傳遞不大的轉(zhuǎn)矩。多片式摩擦離合器:多片式摩擦離合器摩擦片的數(shù)目越多，傳遞的轉(zhuǎn)矩越大，但片數(shù)過多會降低分離動作的靈活性。所以一般限制內(nèi)、外片總數(shù)不超過25～30。3．超越離合器常用的有棘輪超越離合器和滾柱式超越離合器。棘輪超越離合器（圖5—9）結(jié)構(gòu)簡單，對制造精度要求低，在速度較低的傳動中應(yīng)用廣泛。17.2.2離合器的使用與維護(hù)離合器的正確使用要點(diǎn)是：分離迅速徹底，接合柔和平穩(wěn)。要做到這些要求，必須注意以下要點(diǎn)：1）離合器接合要緩慢，但當(dāng)要全面接合時，動作又要迅速；2）分離離合器時動作要迅速，做到快而徹底的分離；3）不應(yīng)采用半分離狀態(tài)來降低機(jī)車的速度；4）離合器分離時間不宜過長，若需較長時間停車，則換成空擋。5）離合器在使用一段時間后，必須對其分離間隙進(jìn)行調(diào)整。另外還要經(jīng)常清洗離合器的油污，以保證離合器正常的工作。17.3制動器17.3.1制動器的類型按照構(gòu)造特征，常用制動器分類如下：制動器制動器（常開、常閉式）外抱塊式制動器內(nèi)張?zhí)闶街苿悠鲙街苿悠鞅P式制動器簡單帶式、差動帶式、綜合帶式制動器雙蹄式、多蹄式制動器長行程塊式、短行程塊式制動器鉗盤式全盤式錐盤式固定鉗式、浮動鉗制動器單盤式、多盤式、載荷自制盤式制動器錐盤式、載荷自制錐盤式制動器17.3.2常用制動器的性能比較1．帶式制動器帶式制動器的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，包角大，制動力矩也大，但因制動帶磨損不均勻，易斷裂，且對軸的橫向作用力也大。這種制動器適于用在轉(zhuǎn)矩較大而要求緊湊的制動場合。如用于移動式起重機(jī)中。2．短行程電磁鐵制動器這種制動器簡單可靠，散熱好，外形尺寸大，杠桿系統(tǒng)復(fù)雜。在起重運(yùn)輸機(jī)械中應(yīng)用較廣，適用于工作頻繁及空間較大的場合。3．內(nèi)張?zhí)闶街苿悠鬟@種制動器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱性好，密封容易。多用于安裝