《机械设计基础》第十四章 联轴器离合器制动器

第十四章联轴器与离合器、制动器§14-1联轴器、离合器的类型和应用联轴器与离合器相同点：联接两轴、传递运动和转矩不同点：联轴器——联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离离合器——联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合联轴器弹性联轴器刚性联轴器固定式刚性联轴器可移式刚性联轴器离合器摩擦式联轴器牙嵌式联轴器计算转矩TC＝KATTC＜Tnn＜np名义转矩工作情况系数所选型号的公称转矩所选型号的许用转速§14-2固定式刚性联轴器凸缘联轴器用螺栓联接两个半联轴器的凸缘，以实现两轴联接。半联轴器的材料：一般铸铁，当受重载或圆周速度超过30m/s时，采用铸钢或锻钢。结构简单、使用方便、可传递分转矩较大，但不能缓冲减振。一般用于载荷较平稳的两轴联接。普通凸缘联轴器靠铰制孔用螺栓来实现两轴同心靠凸肩和凹槽来实现两轴同心有对中榫的凸缘联轴器为运行安全，凸缘联轴器应加防护罩或将凸缘制成轮缘型式。套筒联轴器夹壳式联轴器§14-3可移式刚性联轴器由于制造、安装误差或工作时零件的变形等原因，不一定都能保证被联接的两轴精确同心，因此就会出现两轴间的轴向位移、径向位移、角位移。可移式刚性联轴器的组成零件间构成的动联接，具有某一方向或几个方向的活动度，就能补偿两轴的相对位移。一、齿式联轴器两个有内齿的外壳和两个有外齿的套筒组成。套筒与轴用键相联，两个外壳用螺栓联成一体，外壳与套筒之间设有密封圈。内齿轮齿数和外齿轮齿数相等，通常用压力角为20°的渐开线齿廓。工作时靠啮合的轮齿传递转矩。优点：能传递很大的转矩和补偿适量的综合位移。常用于重型机械。二、滑块联轴器两个端面开有径向凹槽的半联轴器1、3和两端各具凸榫的中间滑块2组成。中间滑块两端的凸榫相互垂直，分别嵌装在两个半联轴器的凹槽中，构成2个移动副。如果两轴线不同心或偏斜，运转时滑块在凹槽内滑动，所以凹槽和滑块的工作面间要加润滑剂。若两轴线不同心，当转速较高时，由于滑块的偏心会产生较大的离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷，因此只适用于低速。三、万向联轴器十字形零件的四端用铰链分别与两轴上的叉形接头相联。当一轴的位置固定后，另一轴可以在任意方向偏斜角α。单个万向联轴器两轴的瞬时角速度并不时时相等，会引起动载荷，实际中十字轴式万向联轴器，它由两个单万向联轴器串接而成。§14-4弹性联轴器一、弹性套柱销联轴器结构上和凸缘联轴器很近似，但两个半联轴器的联接不用螺栓而用带橡胶或皮革套的柱销。二、弹性柱销联轴器利用若干个非金属材料制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中，以实现两轴的联接。柱销通常用尼龙制成，尼龙具有一定的弹性。弹性柱销联轴器的结构简单，更换柱销方便。为了防止柱销滑出，在柱销两端配置挡圈三、轮胎式联轴器中间为橡胶制成的轮胎，用加紧板与轴套联接。结构简单，易于变形，允许的相对位移较大。适用于启动频繁，正反向运转、有冲击振动，两轴间有较大的相对位移量、潮湿多尘处。四、星型联轴器§14-5牙嵌离合器由两个端面带牙的套筒组成，其中套筒1紧配在轴上，而套筒2可沿导向平键在另一根轴上移动。工作原理：利用操纵杆移动滑环4使两个套筒结合或分离。为避免滑环的过量磨损，可动的套筒应装在从动轴上。牙嵌离合器的承载能力主要取决于牙根处的弯曲强度。h——牙的高度；n——牙的数目；Z——牙根的弯曲截面系数；D0——牙的平均直径；a——牙的宽度；[σb]——许用弯曲应力；[p]——许用压强结构简单，外廓尺寸小，能传递很大的转矩。优点：缺点：只宜在两轴不回转或转速差很小时进行结合，否则牙齿可能会因受撞击而折断。常用材料：低碳合金钢（20Cr、20MnB），经渗碳淬火等处理后使牙面硬度达到HRC56～62。中碳合金钢（40Cr、45MnB），经表面淬火等处理后使牙面硬度达到HRC48～58。牙嵌离合器可借助电磁线圈的吸力来操纵——电磁牙嵌离合器。§14-6摩擦离合器单片式摩擦离合器圆盘1紧配在主动轴上，圆盘2可以沿导向平键在从动轴上移动。移动滑环3可使两圆盘结合或分离。轴向压力Q使两圆盘的工作表面产生摩擦力，设摩擦力的合力作用在摩擦半径Rf的圆周上，则可传递的最大转矩为Tmax＝QfRf优点：1）在任何不同转速条件下两轴都可以进行结合；2）过载时摩擦面间将发生打滑，可防止损坏其他零件；3）结合较平稳，冲击和振动较小。多片式摩擦离合器多片式摩擦离合器§14-7制动器制动器——用来降低机械的运转速度或迫使机械停止运转的部件一、块式制动器靠瓦块与制动轮之间的摩擦力来制动工作原理：通电，电磁线圈1吸住衔铁2衔铁通过一套杠杆使瓦块5松开机器便能自由运转断电，电磁线圈1释放衔铁2衔铁通过一套杠杆使瓦块5抱紧制动轴6机器便停止运转为安全起见，一般安排在断电时起制动作用。二、带式制动器当杠杆上作用外力Q后，收紧闸带而抱住制动轮，靠带与轮间的摩擦力达到制动目的。结构简单、径向尺寸紧凑。适用于中小型起重运输机械和手动操作的制动场合。三、内张蹄式制动器两个制动蹄1、3分别与机架的制动底板通过销轴4铰接制动轮与被制动轴联