第19章联轴器离合器及制动器

1、机械设计机械设计第第19章章 联轴器和离合器联轴器和离合器19.1 概述概述联接的两轴在工作时不能分开，必须停车通过拆卸才能分离。联接的两轴在工作时不能分开，必须停车通过拆卸才能分离。离合器：离合器：这些部件已标准化，只需根据使用要求合理选用。这些部件已标准化，只需根据使用要求合理选用。 用来联接不同部件之间的两用来联接不同部件之间的两根轴或轴与其它回转零件，使之根轴或轴与其它回转零件，使之一起回转并传递运动和动力。一起回转并传递运动和动力。联轴器联轴器:功用与联轴器相同，与联轴器的区别在于功用与联轴器相同，与联轴器的区别在于 ：机器工作时，联：机器工作时，联接的两轴能随时接合或分离。接的两轴

2、能随时接合或分离。19.2 联轴器的类型及选择联轴器的类型及选择 联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形等，会使两轴线不能严格对中。承载后的变形等，会使两轴线不能严格对中。固定式联轴器固定式联轴器可移式联轴器可移式联轴器刚性可移式刚性可移式弹性可移式弹性可移式用在两轴有偏斜或工作用在两轴有偏斜或工作中有相对位移的场合中有相对位移的场合可移式可移式利用联轴器工作零件间的间隙和利用联轴器工作零件间的间隙和联接的活动度来补偿位移联接的活动度来补偿位移利用联轴器中弹性元件的变形来利用联轴器中弹性元件的变形来补偿位移补偿位移用在两轴能严格对中的用在两

3、轴能严格对中的场合场合联轴器联轴器19.2.1 联轴器的类型联轴器的类型 套筒联轴器套筒联轴器1. 固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器结构：用两圆锥销（或平键）传递转矩。结构：用两圆锥销（或平键）传递转矩。特点特点: : 结构简单，径向尺寸小，需自行设计。结构简单，径向尺寸小，需自行设计。 凸缘联轴器凸缘联轴器特点：结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不能特点：结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不能 缓冲减振缓冲减振 。应用：用于载荷较平稳的两轴联接应用：用于载荷较平稳的两轴联接 。结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联 轴器的凸缘联接在一

4、起。轴器的凸缘联接在一起。靠榫头靠榫头对中对中靠铰制孔螺靠铰制孔螺栓对中栓对中 构成动联接，具有一个或几构成动联接，具有一个或几个方向的活动度。能补偿两轴个方向的活动度。能补偿两轴的相对位移。的相对位移。 十字滑块联轴器十字滑块联轴器工作原理：工作原理：当两轴存在不对中和当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。优缺点优缺点：结构简单、制造容易。：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损，滑块因偏心产生离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。并给轴和轴承带来附加动载荷。2. 可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器 齿轮联轴器齿轮联轴器结构：结构：两个有内齿的外

5、壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同，两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同，外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联接。两端密封，空腔内储存润滑油。栓联接。两端密封，空腔内储存润滑油。功用：功用：能补偿轴不对中和偏斜。能补偿轴不对中和偏斜。作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传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。动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。万向节联轴器万向节联轴

6、器结构特点：结构特点：两传动轴两传动轴末端各有一个叉形支末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的架，用铰链与中间的“十字形十字形”构件相联，构件相联，“十字形十字形”构件的中构件的中心位于两轴交点处。心位于两轴交点处。cos/cos121=0=04545轴间角为轴间角为 ：A）单万向联轴节单万向联轴节将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。B）双万向联轴节双万向联轴节安装要求：安装要求：主动、从动、中间三轴共面；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；主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等

7、；中间轴两端的叉面应在同一平面内。中间轴两端的叉面应在同一平面内。1 = 3C） 小型双万向联轴器小型双万向联轴器小型万向节小型万向节 弹性圈柱销联轴器弹性圈柱销联轴器3. 弹性联轴器弹性联轴器特点：特点：弹性套的变形可以补偿两轴线的径向位移和角位移，弹性套的变形可以补偿两轴线的径向位移和角位移，并有缓冲和吸振作用。但橡胶易坏，寿命较短。并有缓冲和吸振作用。但橡胶易坏，寿命较短。结构：结构：外观与凸缘外观与凸缘联轴器相似，用带联轴器相似，用带橡胶弹性套的柱销橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器。联接两个半联轴器。 弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器特点特点: :结构简单，两半联轴结构简单，两半联轴 器可

8、以互换，加工容易，维器可以互换，加工容易，维修方便。修方便。耐磨性好，结构紧耐磨性好，结构紧凑，适合于冲击不大，经常凑，适合于冲击不大，经常正反转的中、低速以及较大正反转的中、低速以及较大转矩的传动轴系。转矩的传动轴系。结构：结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。 上述两种联轴器的动力通过弹性元件传递，缓和冲击、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。适用于正反向变化多，启动频繁的高速轴。吸收振动。适用于正反向变化多，启动频繁的高速轴。19.2.2 联轴器的选择联轴器的选择1. 根据机器的工作条件和使用要求选择合适的类型

9、；根据机器的工作条件和使用要求选择合适的类型；2. 按轴的直径按轴的直径 d、计算转矩、计算转矩 Tc 和转速和转速 n 选定具体的型号。选定具体的型号。注意：注意：应按计算转矩应按计算转矩 Tc 来选择型号。来选择型号。TKTAcT公称转矩；公称转矩；KA工况系数；查表工况系数；查表19.319.3 离合器离合器1. 牙嵌式离合器牙嵌式离合器结结 构：构：工作原理：工作原理：常用的牙型：常用的牙型：特特 点：点： 由端面带牙的固定套筒、活由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。动套筒、对中环组成。 利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。

10、三角形、矩形、梯形和锯齿形。三角形、矩形、梯形和锯齿形。结构最简单，外廓尺寸小。但接合时必须使主结构最简单，外廓尺寸小。但接合时必须使主动轴慢速转动或停车，否则牙齿容易损坏。动轴慢速转动或停车，否则牙齿容易损坏。2. 圆盘摩擦式离合器圆盘摩擦式离合器利用接触表面间的摩擦力来传递转矩。利用接触表面间的摩擦力来传递转矩。缺点：缺点：结合过程中不可避免出现打滑，引起磨损和发热。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；）过载时打滑，起保护作用； （3）结合平稳、冲击和振动小。）结合平稳、冲击和振动小。（1）在任何转速条件下两轴都可以进行结合；）在任何转速条件下两轴都

11、可以进行结合；结结 构：构：由固定圆盘由固定圆盘1 1、活动圆、活动圆 盘盘2 2、滑环组成。、滑环组成。 工作原理：工作原理：移动滑环，可实现两移动滑环，可实现两 圆盘的结合与分离，圆盘的结合与分离， 靠摩擦力带动从动轴靠摩擦力带动从动轴 转动。转动。 单片式圆盘摩擦离合器单片式圆盘摩擦离合器优点：优点：工作原理：工作原理：移动滑环，通过杠杆作用，压紧或放松磨擦移动滑环，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。片，来实现两轴的结合与分离。 多片式圆盘摩擦离合器多片式圆盘摩擦离合器 套筒套筒1与主动轴相与主动轴相联，外套筒联，外套筒3通过键通过键2与从动轴相联。利用与从动轴相联。利用弹簧弹簧5与滚珠与滚珠4将件将件6联联接，而件接，而件6是用导键与是用导键与件件1相联的。当传递的相联的。当传递的扭矩超过滚珠与件扭矩超过滚珠与件3之之间的摩擦力矩时，离间的摩擦力矩时，离合器就会脱开。合器就会脱开。 3. 自动离合器自动离合器4. 超越离合器超越离合器 当外环反向转动时，则带动当外环反向转动时，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，离合器处于分离状的宽敞位置，离合器处于分离状态。态。