机械设计-联轴器

§16-1联轴器§16-2离合器§16-3制动器第十六章联轴器、离合器和制动器精品资料联轴器用来把两轴联接在一起，以传递运动与转矩，机器停止运转后才能接合或分离的一种装置。离合器在机器运转过程中，可使两轴随时(suíshí)接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速及换向等。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。精品资料§16-1联轴器一、性能(xìngnéng)要求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(yǐjí)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。精品资料二、联轴器的分类(fēnlèi)联轴器可分为(fēnwéi)刚性联轴器和挠性联轴器刚性联轴器不具有缓冲性和补偿两轴线相对位移的能力，要求两轴安装严格对中。但结构简单，制造成本低，装拆、维护方便，能保证两轴有较高的对中性，传递转矩较大，所以应用广泛。挠性联轴器可分为有弹性元件挠性联轴器和无弹性元件挠性联轴器。无弹性元件的只具有补偿两轴线相对位移的能力，但不能缓冲减振；有弹性元件的除具有补偿两轴线相对位移的能力外，还具有缓冲和减振的作用。精品资料三、常用(chánɡyònɡ)联轴器结构和特点1.凸缘(tūyuán)联轴器(a) (b)图16-2凸缘联轴器精品资料凸缘联轴器是应用最广的固定式刚性联轴器。如图所示，它用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接(liánjiē)起来，以实现两轴联接(liánjiē)。联轴器中的螺栓可以用普通螺栓，也可以用铰制孔螺栓。 这种联轴器有两种主要的结构型式：图a是有对中的I型凸缘联轴器，靠凸肩和凹槽来实现两轴同心。图是II型凸缘联轴器，靠铰制孔用螺栓(luóshuān)来实现两轴同心。为安全起见，凸缘联轴器的外圈还应加上防护罩或将凸缘制成轮缘型式。制造凸缘联轴器时，应准确保持半联轴器的凸缘端面与孔的轴线垂直，安装时应使两轴精确同心。精品资料2.滑块联轴器结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入(qiànrù)凹槽中，构成移动副。工作原理：当两轴存在不对中和偏斜(piānxié)时，滑块将在凹槽内滑动。精品资料优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损(mósǔn)，并给轴和轴承带来附加动载荷。适用范围：α≤30’,y≤0.04d，v≤300r/minαy精品资料3.套筒联轴器 这是一种结构最简单的固定式联轴器（图19-4），这种联轴器是一个圆柱形套筒，用两个圆锥销来传递转矩。当然也可以用两个平键代替圆锥销。其优点是径向尺寸小，结构简单。结构尺寸推荐：D=(1.5-2)d；L=(2.8-4)d。此种联轴器尚无标准，需要自行设计，如机床上就经常(jīngcháng)采用这种联轴器。精品资料4.万向联轴器双万向联轴器示意图精品资料作用：用于传递两相交轴之间的动力(dònglì)和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。应用：广泛应用于汽车、机床(jīchuáng)等机械传动系统中。α1）单万向联轴器精品资料2）双万向铰链(jiǎoliàn)机构将两个单万向铰链机构(jīgòu)串联，构成双万向铰链机构(jīgòu)。安装要求：①主动、从动、中间三轴共面；②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等；③中间轴两端的叉面应在同一平面内。ααC2αα121C精品资料3）小型双万向联轴器结构如图所示，通常采用(cǎiyòng)合金钢制造。AAA--AAAααAAαα精品资料5.弹性(tánxìng)套柱销联轴器精品资料6.弹性(tánxìng)柱销联轴器精品资料四、联轴器的选择(xuǎnzé)联轴器大都已经(yǐjing)标准化了，可直接选用。1.工作条件=>选类型转矩2.转速轴径=>确定型号与规格计算转矩：Tc=KATKA为工况系数；T为名义转矩；精品资料表17-1工作情况系数KA工作机原动机为电动机时发电机、小型通风机、小型离心机1.3透平压缩机、木工机械、输送机1.5搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机1.7织布机、水泥搅拌机、拖拉机1.9挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械2.3精品资料例19-l电动机经减速器拖动水泥搅拌机工作。已知电动机的功率P＝11kW，转速n＝970r/min，电动机轴的直径和减速器输入(shūrù)轴的直径均为42mm，试选择电动机与减速器之间的联轴器。解：（1）选择类型：为了缓和冲击和减轻(jiǎnqīng)振动，选用弹性套柱销联轴器。108

N·m（2）求计算转矩精品资料由表19-1查得，工作机为水泥搅拌机时工作情况(qíngkuàng)系数KA=1.9，故计算转矩N·m由设计手册中选取弹性套柱销联轴器TL6。它的公称扭矩（即许用转矩）为250N·m，半联轴器材料为钢时，许用转速为3800r/min，允许的轴孔直径在32-42mm之间。以上(yǐshàng)数据均能满足本题的要求，故合用。（3）确定型号精品资料§16-2离合器一、性能(xìngnéng)要求分离、接合迅速，平稳(píngwěn)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，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。二、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。精品资料三、常用(chánɡyònɡ)离合器的结构和特点1.牙嵌式离合器精品资料结构：由端面带牙的固定(gùdìng)套筒、活动套筒、对中环组成。固定(gùdìng)套筒活动套筒滑环对中环工作原理：利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。精品资料2.摩擦(mócā)离合器精品资料1231）单片式圆盘(yuánpán)摩擦离合器结构：由固定圆盘(yuánpán)1、活动圆盘(yuánpán)2、滑环组成。工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦力带动从动轴转动。缺点：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；3.结合平稳、冲击和振动小。优点：1.在任何转速条件下两轴都可以进行结合；FaRf213Fa精品资料精品资料主动摩擦片杠杆滑环调整螺母被动摩擦片2）多片式圆盘(yuánpán)摩擦离合器结构(jiégòu)特点：多个摩擦片叠加在一起；工作原理：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。精品资料3.滚柱超越(chāoyuè)离合器精品资料精品资料当外环反向转动时，则带动滚柱克服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞位置(wèizhi)，离合器处于分离状态。结构(jiégòu)：由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。工作原理：当外环逆时钟转动时，以摩擦力带动滚柱向前滚动，进一步楔紧内外接触面，从而驱动星轮一起旋转。滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。精品资料§16-3

制动器利用摩擦力矩来消耗机器运动部件的动能，从而实现制动的。其动作迅速，可靠(kěkào)；其摩擦副耐磨，易散热。按照制动零件的结构特征分：有带式、块式、盘式等型式的制动器。按机构不工作时制动零件所处状态分：有常闭式和常开式两种制动器；前者经常处于紧闸状态，要加外力才能解除制动作用，例如提升机构中的制动器；后者经常处于松闸状态，必须施加外力才能实现制动，例如多数车辆中的制动器。按照控制方式分：自动式和操纵式两类；前者如各类常闭式制动器；后者包括用人力、液压、气动及电磁来操纵的制动器。制动器通常装在机构中转速较高的轴上，这样所需制动力矩和制动器尺寸可以小一些。精品资料结构：由瓦块、制动轮等零件(línɡjiàn)组成。工作原理：通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动。借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。