联轴器、离合器和制动器

1、20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部1第十五章 联轴器、离合器和制动器o 151 概述o 152 联轴器o 153 离合器o 154 制动器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部215151 1 概述概述 联轴器和离合器是用来联接两根轴或轴与其他回转零件，使之一起回转并传递转矩。用联轴器联接的两轴在工作时不能分离，必须停车拆卸才能分离。离合器联接的两轴在工作时能根据需要，随时接合或分离。制动器主要用来使机器迅速停止运转，也可以用来降低或调整机器的速度。 联轴器、离合器和制动器大都已标准化，设计者的主要任务是合理选择合适的类型。 一般选择步骤为：根据

2、机器的工作条件和使用要求选择合适的类型；按轴的直径、工作转矩（和制动力矩）和转速选定具体型号；必要时对其易损零件进行强度校核。20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部3 在计算联轴器和离合器所需传递的转矩T时，通常引入一个工作情况系数KA来考虑机器起动时的动载荷和使用中可能出现的过载现象。cATK T原动机原动机工作机工作机电动机、汽轮机电动机、汽轮机1.31.31.51.51.71.71.91.92.32.33.13.1单缸内燃机单缸内燃机2.22.22.42.42.62.62.82.83.23.24.04.0双缸内燃机双缸内燃机1.81.82.02.02.22.22.4

3、2.42.82.83.63.6四缸以上内燃机四缸以上内燃机1.51.51.71.71.91.92.12.12.52.53.33.315151 1 概述概述20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部4 在计算制动器所需制动力矩Tz时，为了工作可靠，通常引入一个制动安全系数S加大所需的制动力矩。zczTST工作类型工作类型JCJC1515（轻级）（轻级）2525（中级）（中级）4040（重级）（重级）S S1.751.752 22.52.5 制动安全系数S15151 1 概述概述20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部5xyxy轴向位移x径向位移y角位移综合位

4、移x、y、 根据被联接两轴的相对位置关系，联轴器可分为固定式和可移式两类。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部6联轴器的种类和特性2联轴器的分类刚性联轴器：被联接两轴间的各种相对位移无补偿能力，故对两轴对中性的要求高。当两轴有相对位移时，会在结构内引起附加载荷。这类联轴器的结构比较简单。挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器：联轴器具有

5、挠性，可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。有弹性元件挠性联轴器：因联轴器中装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储蓄的能量越多，则联轴器的减振能力越强。这类联轴器的品种多，应用广泛。对被联接两轴间的各种相对位移有补偿能力，进一步分为：15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部7刚性联轴器凸缘联轴器套筒联轴器夹壳联轴器15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部8十字滑块联轴器万向联轴器齿式联轴器15152 2 联轴器联轴器20072007年年10

6、10月月机械工程基础部机械工程基础部9无弹性件挠性联轴器十字滑块联轴器滑块联轴器万向联轴器齿式联轴器滚子链联轴器 15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部10无弹性件挠性联轴器15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部11无弹性件挠性联轴器15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部12无弹性件挠性联轴器15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部13无弹性件挠性联轴器 15152 2 联轴器联轴器20072007

7、年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部1415152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部1515152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部1615152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部17轮胎联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器15152 2 联轴器联轴器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部18有弹性件挠性联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器梅花形弹性联轴器轮胎联轴器膜片联轴器星形弹性联轴器 15152 2 联轴器联轴器20072007

8、年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部19 作用：离合器用来联接两根轴，使之一起转动并传递转矩，在工作中主、从动部分可分离可接合。一、离合器的分类按其工作原理可分为嵌入式、摩擦式两类；按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类；按操纵方式分有机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器等；可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能在特定条件下，自动地接合或分离。15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部20二、对离合器的基本要求分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，

9、工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部21 由两个端面带牙的半离合器1、3组成。从动半离合器3用导向平键或花键与轴联接，另一半离合器1用平键与轴联接，对中环2用来使两轴对中，滑环4可操纵离合器的分离或接合。15.3.1 牙嵌式离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部2215.3.1 牙嵌式离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部23 摩擦离合

10、器利用主、从动半离合器摩擦片接触面间的摩擦力传递扭矩。 为提高传递转矩的能力，多采用多片摩擦片。他能在不停车或两轴有较大转速差时进行平稳结合，且可在过载时因摩擦片间打滑而起到过在保护作用。15.3.2 摩擦离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部24单片离合器动作过程15.3.2 摩擦离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部25多片离合器动作过程15.3.2 摩擦离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部26多片离合器结构组成15.3.

11、2 摩擦离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部27牙嵌式安全离合器滚柱式超越离合器15.3.3 特殊功用离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部28特殊1一、定向离合器爪轮套筒滚柱弹簧顶杆当爪轮为主动轮并作顺时针回转时，滚柱将被摩擦力转动而滚向空隙的收缩部分，并楔紧在爪轮和套筒间，使套筒随爪轮一同回转，离合器即进入接合状态。当爪轮反向回转时，滚柱即被滚到空隙的宽敞部分，这时离合器即处于分离状态。因而定向离合器只能传递单方向的转矩，可在机械中用来防止逆转及完成单向传动。15.3.3 特殊

12、功用离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部29无弹性件挠性联轴器一、定向离合器15.3.3 特殊功用离合器15153 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部30特殊2二、离心离合器 图所为开式离心离合器的工作原理图，在两个拉伸螺旋弹簧的弹力作用下，主动部分的一对闸块与从动部分的鼓轮脱开；当转速达到某一数值后，离心力增加到能克服弹簧拉力时，便使闸块绕其支点向外摆动与从动鼓轮压紧，离合器即进入接合状态。当接合面上产生的摩擦力矩足够大时，主、从动轴即一起转动。15.3.3 特殊功用离合器15153 3 离合

13、器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部31特殊3三、电磁粉末离合器 图示为电磁粉末离合器的原理图。金属外筒为从动件，嵌有环形励磁线圈的电磁铁与主动轴联接，金属外筒与电磁铁间留有少量间隙，内装适量的铁和石墨粉末。当励磁线圈中无电流时，散砂似的粉末不阻碍主、从动件之间的相对运动，离合器处于分离状态；当通入电流时，电磁粉末即在磁场作用下被吸引而聚集，从而将主、从动件联系起来，离合器即接合。这种离合器在过载滑动时，会产生高温。当温度超过电磁粉末的居里点时，则磁性消失，离合器即分离，从而可以起到保安的作用。金属外筒铁和石墨粉励磁线圈电磁铁15.3.3 特殊功用离合器1515

14、3 3 离合器离合器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部3215154 4 制动器制动器 利用运动表明相接触时所产生的摩擦阻力达到减速或终止运动目的的装置称为摩擦式制动器。它具有结构简单、工作可靠的优点，广泛应用在各种机械设备重。一、带式制动器 带式制动器主要用挠性钢带包围制动轮。在重锤的作用下，制动带与制动轮之间产生摩擦力，从而实现合闸制动。松闸时，则由电磁铁或人力提升重锤来实现。 制动带是钢带内表面镶嵌一层石棉制品与制动轮接触，以增加摩擦力。20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部33 带式制动器结构简单，由于包角大（200250），故制动力矩大；但制动轮磨损不均匀，容易断裂，而且对轴的作用力大。一般用于集中驱动的起重设备及绞车中。一、带式制动器 块式制动器由位于制动轮两旁的两个制动壁和两个制动块组成。各种块式制动器的区别在于制动杠杆系统和操纵系统的不同。一般多为常闭式，利用弹簧与重锤和闸，利用电磁铁或人力操纵松闸。二、块式制动器15154 4 制动器制动器20072007年年1010月月机械工程基础部机械工程基础部34 由于制动块对制动轮的包角小，2140，所以它的制动力矩必带式制动器小