第十四章 联轴器、离合器与制动器

第14章联轴器、离合器和制动器14.1概述联轴器和离合器主要用作轴与轴之间的联接，以传递运动和转矩。联轴器必须在机器停车后，经过拆卸才能使两轴结合或分离。离合器在机器工作中可随时使两轴结合或分离。校核联轴器和离合器强度时的计算转矩为:14.2联轴器联轴器的分类刚性联轴器弹性联轴器:固定式刚性联轴器:要求被联接两轴轴线严格对中可移式刚性联轴器:可以通过两半联轴器间的相对运动来补偿被联接两轴的相对位移。弹性联轴器包含有弹性元件，不仅具有吸收振动和缓解冲击的能力，而且能够通过弹性元件的变形来补偿两轴的相对位移。（套筒联轴器、夹壳联轴器、凸缘联轴器）（十字滑块联轴器、齿轮联轴器、万向联轴器）（弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、轮胎式联轴器）14.2.1刚性联轴器凸缘联轴器对两轴对中性的要求很高,结构简单、成本低、传递转矩大应用最广。固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器主要优点：结构简单、价格较低。

缺点：1）无法补偿两轴偏斜和位移，对两轴的对中性要求较高。2）联轴器中都是刚性零件，缺乏缓冲、吸振能力。应用时若两轴偏斜时将引起附加应力，使轴、轴承和轴上零件工作条件恶化。可移式刚性联轴器一、齿式联轴器传递转矩大,补偿适量的综合位移，常用于重型机械中。允许角位移可达二、滑块联轴器滑块联轴器允许的径向位移允许的角位移十字滑块联轴器径向尺寸小,结构简单,用于低速一般不超过300r/min。三、万向联轴器当一轴固定时,另一轴可以在任意方向偏斜

α角,角位移α可达40º~45∘。当主动轴以等角速度回转时,从动轴的角速度将在一定范围内作周期性的变化,从而引起动载荷。为消除从动轴的速度波动,通常将万向联轴器成对使用,并使中间轴的两个叉子位于同一平面上,还应使主、从动轴的轴线与中间轴的轴线间的偏斜角相等，转速不宜太高。14.2.2弹性联轴器一、弹性套柱销联轴器结构简单,制造容易,装拆方便,成本较低。适用于转矩小、转速高、频繁正反转、需要缓和冲击的地方。上述可移式刚性联轴器有如下几个特点：1）联轴器中都是刚性零件，缺乏缓冲、吸振能力；2）作相对滑动的零件为易损件，磨损后间隙变大，在载荷和速度变化时会造成冲击。3）滑动零件间的摩擦阻力随载荷增大而增大，阻力大到使零件移动发生困难时，联轴器和轴将受附加动载荷的作用。二、弹性柱销联轴器结构简单,制造方便,成本低。适用于转矩小、转速高、正反向变化多、起动频繁的高速转轴。三、轮胎式联轴器由于橡胶轮胎易于变形,因此,允许的相对位移较大,角位移可达5º~12º,轴向位移可达0.02D,径向位移可达0.01D,其中D为联轴器的外径。结构简单,使用可靠,弹性大,寿命长,不需润滑,但径向尺寸大。可用于潮湿多尘,起动频繁之处。弹性联轴器具有以下特点：1）具有弹性滞后特性，缓冲、吸振性好；2）结构简单，价格便宜。但联轴器强度低、寿命较短。联轴器的选择1）传递载荷的大小、性质及对缓冲功能的要求。

载荷平稳、传递转矩大、同轴度好，无相对位移的选用刚性联轴器。载荷变化大，要求缓冲、吸振或同轴度不易保证时应选用弹性联轴器。2）工作转速的高低与正、反转变化多的要求。

高速运转的轴应选动平衡精度较高的联轴器；动载荷大的机器选用重量轻、转动惯量小的联轴器；正、反转变化多，启动频繁，有较大冲击载荷，安装不易对中的场合考虑采用可移式刚性联轴器。3）连接两轴相对位移的大小。

安装调整后难以保证两轴精确对中，或工作中有较大位移量的两轴连接，要选用弹性联轴器。联轴器的选择方法和步骤1）选择联轴器的类型，确定联轴器的型号、尺寸保证联轴器的计算转矩2）校核最大转速3）调整轴孔直径尺寸和形状4）进行必要的校核牙嵌离合器离合器按其工作原理可分为啮合离合器和摩擦离合器等。离合器按其离合方式,又可分为操纵式离合器和自动离合器两种离合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等牙嵌离合器的承载能力主要取决于齿根弯曲强度。对于频繁离合的牙嵌离合器，将产生齿面磨损，常通过限制齿面压强p来控制磨损。即MPaMPa牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，应用广泛。但只宜在两轴不回转或转速差很小时进行离合，否则会因撞击而断齿。圆盘摩擦离合器单盘摩擦离合器多盘摩擦离合器多片式摩擦离合器所传递的最大转矩Tmax及作用在摩擦面上的压强p分别为：N·mmMPa磁粉离合器磁粉离合器的优良性能：1）励磁电流I与转矩T间呈线性关系，转矩调节简单且精确，调节范围也宽；2）可用作恒张力控制；3）若将磁粉离合器的主动件固定，则可作制动器使用。定向离合器是只能按一个转向传递转矩,反向时自动分离。宜于高速转动,但制造精度要求高。14.4制动器用来减低运动物体的速度或迫使其停止运动的装置。按着制动零件的结构特征分,有块式、带式、盘式制动器。一、块式制动器电磁块式制动器起动和开启迅速，尺寸小，重量轻，易于调整瓦块间隙