第17章

聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)17.1聯(lián)軸器

聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器是機(jī)器中最常見的機(jī)械部件。聯(lián)軸器、離合器是將兩軸聯(lián)接起來(lái)并傳遞轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速的部件，制動(dòng)器是使機(jī)器在很短時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并剎住不動(dòng)的裝置。聯(lián)軸器與離合器的根本區(qū)別在于前者只能在機(jī)器停車后才能將兩軸聯(lián)上或分離；而后者可以在機(jī)器不停車的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)兩軸聯(lián)上或分離。17.1.1聯(lián)軸器的功用1.聯(lián)接兩軸，傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；2.補(bǔ)償兩軸偏移；3.緩沖吸振17.1.2聯(lián)軸器的類型剛性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器聯(lián)軸器可移式剛性聯(lián)軸器固定式剛性聯(lián)軸器聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形等，會(huì)使兩軸線不能嚴(yán)格對(duì)中。①套筒聯(lián)軸器1.固定式剛性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：用兩圓錐銷（或平鍵）傳遞轉(zhuǎn)矩.特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，需自行設(shè)計(jì)。②凸緣聯(lián)軸器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、傳遞扭矩較大，但不能緩沖減振。應(yīng)用：用于載荷較平穩(wěn)的兩軸聯(lián)接。結(jié)構(gòu)：半聯(lián)軸器通過(guò)鍵與軸相聯(lián)，用螺栓將兩個(gè)半聯(lián)軸器的凸緣聯(lián)接在一起?？块绢^對(duì)中靠鉸制孔螺栓對(duì)中

構(gòu)成動(dòng)聯(lián)接，具有一個(gè)或幾個(gè)方向的活動(dòng)度。能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。①十字滑塊聯(lián)軸器工作原理：當(dāng)兩軸存在不對(duì)中和偏斜時(shí)，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動(dòng)。優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易?；瑝K因偏心產(chǎn)生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來(lái)附加動(dòng)載荷。2.可移式剛性聯(lián)軸器②齒輪聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)：兩個(gè)有內(nèi)齒的外殼，兩個(gè)有外齒的套筒，兩者齒數(shù)相同，外齒做成球形齒頂?shù)难凝X。套筒與軸用鍵聯(lián)接，兩外殼用螺栓聯(lián)接。兩端密封，空腔內(nèi)儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。功用：能補(bǔ)償軸不對(duì)中和偏斜。作用：用于傳遞兩相交軸之間的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，而且在傳動(dòng)過(guò)程中，兩軸之間的夾角還可以改變。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中。③萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩傳動(dòng)軸末端各有一個(gè)叉形支架，用鉸鏈與中間的“十字形”構(gòu)件相聯(lián)，“十字形”構(gòu)件的中心位于兩軸交點(diǎn)處α=0~45?軸間角為：A）單萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)將兩個(gè)單萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)。B）雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)安裝要求：①主動(dòng)、從動(dòng)、中間三軸共面；②主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等；③中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。ω1=

ω3C）小型雙萬(wàn)向聯(lián)軸器小型萬(wàn)向節(jié)①?gòu)椥匀χN聯(lián)軸器3.彈性聯(lián)軸器特點(diǎn):彈性套的變形可以補(bǔ)償兩軸線的徑向位移和角位移，并有緩沖和吸振作用。但橡膠易壞，壽命較短。結(jié)構(gòu)：外觀與凸緣聯(lián)軸器相似，用帶橡膠彈性套的柱銷聯(lián)接兩個(gè)半聯(lián)軸器。②彈性柱銷聯(lián)軸器特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兩半聯(lián)軸器可以互換，加工容易，維修方便。耐磨性好，結(jié)構(gòu)緊湊，適合于沖擊不大，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的中、低速以及較大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸系。結(jié)構(gòu)：用尼龍制成的柱銷置于兩個(gè)半聯(lián)軸器凸緣的孔中。上述兩種聯(lián)軸器的動(dòng)力通過(guò)彈性元件傳遞，緩和沖擊、吸收振動(dòng)。適用于正反向變化多，啟動(dòng)頻繁的高速軸。①根據(jù)機(jī)器的工作條件和使用要求選擇合適的類型；②按軸的直徑d、計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc和轉(zhuǎn)速n選定具體的型號(hào)；注意：應(yīng)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc來(lái)選擇型號(hào)。T—公稱轉(zhuǎn)矩；KA—工況系數(shù)；查表17.117.1.3聯(lián)軸器的選擇1.牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)：由端面帶牙的固定套筒、活動(dòng)套筒、對(duì)中環(huán)組成。工作原理：利用操縱桿移動(dòng)滑環(huán)，實(shí)現(xiàn)兩套筒的結(jié)合與分離。常用的牙型有：三角形、矩形、梯形和鋸齒形.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，外廓尺寸小。但接合時(shí)必須使主動(dòng)軸慢速轉(zhuǎn)動(dòng)或停車，否則牙齒容易損壞。17.2離合器2.圓盤摩擦式離合器利用接觸表面間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。缺點(diǎn)：結(jié)合過(guò)程中不可避免出現(xiàn)打滑，引起磨損和發(fā)熱（2）過(guò)載時(shí)打滑，起保護(hù)作用；（3）結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動(dòng)小。（1）在任何轉(zhuǎn)速條件下兩軸都可以進(jìn)行結(jié)合；結(jié)構(gòu)：由固定圓盤1、活動(dòng)圓盤2、滑環(huán)組成。工作原理：移動(dòng)滑環(huán)，可實(shí)現(xiàn)兩圓盤的結(jié)合與分離，靠摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。①單片式圓盤摩擦離合器優(yōu)點(diǎn)：工作原理：移動(dòng)滑環(huán)，通過(guò)杠桿作用，壓緊或放松磨擦片，來(lái)實(shí)現(xiàn)兩軸的結(jié)合與分離。②多片式圓盤摩擦離合器套筒1與主動(dòng)軸相聯(lián)，外套筒3通過(guò)鍵2與從動(dòng)軸相聯(lián)。利用彈簧5與滾珠4將件6聯(lián)接，而件6是用導(dǎo)鍵與件1相聯(lián)的。當(dāng)傳遞的扭矩超過(guò)滾珠與件3之間的摩擦力矩時(shí)，離合器就會(huì)脫開。3.自動(dòng)離合器4.超越離合器當(dāng)外環(huán)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則帶動(dòng)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(jié)構(gòu)：由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧推桿等零件組成。工作原理：當(dāng)外環(huán)逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以摩擦力帶動(dòng)滾柱向前滾動(dòng)，進(jìn)一步楔緊內(nèi)外接觸面，從而驅(qū)動(dòng)星輪一起旋轉(zhuǎn)。滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態(tài)。17.3制動(dòng)器1.塊式制動(dòng)器利用瓦塊5與制動(dòng)輪6之間的摩擦力來(lái)制動(dòng)。斷電制動(dòng)是為了保證設(shè)備安全。結(jié)構(gòu)：由瓦塊、制動(dòng)輪等零件組成。工作原理：通電松開，斷電后靠彈簧拉力實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。2.帶式制動(dòng)器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。工作原理：在外力的作用下，閘帶收緊抱住制動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。3.內(nèi)