哈尔滨工程大学机械设计课件联轴器离合器及制动器

第十二章联轴器离合器制动器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。

§12—1联轴器

一.联轴器的种类

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。联轴器的分类固定式联轴器

可移式联轴器刚性可移式联轴器：利用联轴器工作零件间的间隙和结构特性来补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。弹性可移式联轴器：利用联轴器中的弹性元件的变形，来补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。对被联接两轴间的各种相对位移有补偿能力，进一步分为：

二.固定式联轴器套筒联轴器凸缘联轴器夹壳联轴器十字滑块联轴器

十字滑块联轴器

运动二.可移式联轴器齿式联轴器

齿式联轴器滑块联轴器

万向联轴器

结构运动演示

结构

工程案例实物滚子链联轴器弹性套柱销联轴器

弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器

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五.联轴器的选择1.类型选择（1）两轴.对中情况：严格对中--------固定式联轴器不能保证严格对中或工作时会发生位移-------可移式联轴器弹性联轴器（2）载荷情况载荷平稳或变动不大-----------刚性联轴器经常起动制动或载荷变化大---------弹性联轴器（3）速度情况：工作转速<联轴器许用转速低速----------刚性联轴器高速----------弹性联轴器（4）环境情况环境温度低（<-20°c）或高（>45°c)不宜选用具有橡胶或尼龙作弹性元件的联轴器；考虑安装尺寸2.尺寸选择据被联接轴的直径，转速，计算转矩选择

一、离合器的分类作用：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。按其工作原理可分为啮合式：利用牙齿啮合传递转矩，可保证两轴同步运转，但只能在低速或停车时进行离合摩擦式：利用工作表面的摩擦传递扭矩，能在任何转速下离合，有过载保护但不能保证两轴同步运转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操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等；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。§12—2离合器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，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、牙嵌离台器单圆盘摩擦离合器多圆盘摩擦离合器三、摩擦离合器电磁摩擦离合器膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器盖压盘从动盘径向切槽外端圆孔，可防止应力集中。弹性杠杆离合器盖飞轮膜片弹簧膜片弹簧支承圈分离钩四、磁颤粉离合域器磁粉离置合器的森工作原升理如图赏所示，间主动轴逢与轮芯争1固定社联接，递在轮芯恰外缘的驱槽内绕躁有环形骂激磁线强圈2，椒从动外泻轮鼓4掠与轮芯规间形成哪的气隙锦中填入愚了导磁蛋率高的仪铁粉混延合物3例。当线座圈通电单时，将梁形成一床个经主散动壳体使、间隙锤、环形帐从动件棒中而闭签合的磁庸通，铁胖粉被磁拘场化形回成磁粉博链。当较主动件厨旋转时形，由于初磁粉的具剪切阻仿力带动校外鼓轮爆从而传疯递转矩秤。当断尘电时，考铁粉处草于自由旱松散状距态，离胜合器即同被分离座。磁粉离合剃器的主要坦特点有：（1）黄励磁电甘流I与绑转矩T何间呈线蒸性关系职，所以悬转矩控不制方便醒、精度蜓高，调扛节范围您宽；（2）可万实现恒张怀力控制，碧为一些有棚特殊要求庄的场合提汽供恒张力悲；（3）过射载时磁粉阴层打滑，忙可以起到元过载保护侨作用；（4）汤可用作舰制动器焰。五、安搜全离合肿器安全离枯合器：仪具有过历载保护今作用。斩（1诊）牙嵌式安朴全离合器：当转淡矩超过昨限定值连时，接宵合牙伤小的轴向胁力克服蹄弹簧压换紧力和逐摩擦阻胁力而使术离合器愧分离。（2）摩擦式安州全离合器：无操纵坊结构，用橡弹簧力将漠摩擦片压版紧。过载穷时，摩擦两片打滑。六、定向离合详器定向离合剪器只能传亚递单向转帝矩，反向健时能自动摆分离。锯掌齿形牙嵌能离合器就蠢是一种定咸向离合器震，它只能油单方向传读递转矩，横反向时会较自动分离彩。图12拔-14所刘示为摩擦彻式定向离疮合器，它球主要是由劣星轮1、唇外圈2、歼弹簧顶杆妙4和滚柱酿3组成。舒弹簧的作灰用是将滚雾柱压向星趟轮的楔形氏槽内，使析滚柱与星帐轮、外圈考相接触。毕设离合器隐以图示转槐向转动，毙当外圈的准转速大于澡内圈时，油由于摩擦专力的作用讽使滚柱滑井出楔形槽祝，这时离脾合器呈分敏离状态；扇当外圈转竖速小于内梨圈时，或屯外圈反转界时，由于志摩擦力和退弹簧的共派同作用，蛋使滚柱滑艇入楔形槽阻内，这时肢离合器呈惊闭合状态嫁。因此这混种离合器刺也称为超液越离合器画。§12—疤3制动统器一、制动帆器的类型誉、特点制动器利与联轴炊器、离荣合器不期同，它吐是利用炎摩擦力为矩来消我耗机器治运动部岸件的动厨能，从绣而实现民制动的律。其动孝作迅速瓦，可靠鹿；其摩闸擦副耐筹磨，易厌散热。按照制披动零件矛的结构企特征分蹄：有带遗式、块左式、盘龄式等型借式的制都动器。牲按机构虎不工作因时制动约零件所卧处状态旱分：有钉常闭式峰和常开别式两种信制动器丙；前者窝经常处肝于紧闸蒙状态，渐要加外合力才能衫解除制寻动作用剪，例如骡提升机患构中的亦制动器懂；后者球经常处南于松闸魄状态，标必须施庄加外力泰才能实沃现制动换，例如踏多数车浙辆中的绿制动器另。按照控制疲方式分：描自动式和磁操纵式两劳类；前者厉如各类常丑闭式制动普器；后者抄包括用人担力、液压剑、气动及奸电磁来操爬纵的制动骨器。制动器青通常装耀在机构领中转速侍较高的请轴上，箩这样所法需制动简力矩和说制动器叹尺寸可创以小一蜡些。二、带式制蛮动器三、块式其制动器四、内涨驱式（内张矿蹄式）制运动器1.制塞动踏板步2.距推杆服3.主斥缸活塞宗4.黎制动主巨缸5贵.油管械6.检制动轮酸缸7排.轮缸况活塞位8.制丧动鼓朝9.摩摇擦片赵10.纺制动蹄房诚11贡.制动寺底板韵12.膏支承销寄13沃.制动迷蹄回位雁弹簧五、盘式制动意器§12—班4联轴定器，离合该器，制动锅器的选择国和维护一、联遵轴器的芹选择1.类蓝型选择选择联轴盗器的前提谅是：全面属了解常用括联轴器的疗性能、应都用范围及鸣使用场合霉。设计人避员根据机敬械设计中传对联轴器捎的要求和淹工作条件附，选用适拼合的联轴桃器类型。扔另外也可监以参考同蚀类机械或愁相似机械煎上的应用澡进行选择眠。1、对孟于低速仿、刚性乔大的短抗轴，或牙当两轴酷对中准砖确、工踢作时两扔轴线不凝会发生迷相对位蓝移时，强可选择狮刚性固谊定式联灿轴器；2、对锄于低速总、刚性坟小的长土轴，或刺当两轴雄的轴线轨有相对旗偏移，滴或基础路与机架隔的刚性久较差，刑工作式锡不能保样证两轴迎线精确遗对中式暖，可选蹄择刚性甩可移式手联轴器淋；3、对于四有一定轴震向位移和单角偏移时零，可选择虾弹性套柱数联销联轴莲器。4、对于详有较大轴溜向位移和芬角偏移时披，可选择按弹性柱销染连轴器；5、对馆于有一圾定轴向狭位移和榆较大角诉偏移时课，可选亿择轮胎飘式联轴带器。选择连轴双器类型时凭应考虑的唯因素主要释有：⑴被联接足两轴的对汉中性；皆⑵转矩的茫大小和性篮质；

⑶袖轴的工作必转速；个⑷工作环驳境、使用瞧寿命和润碑滑密封条哄件等。2.型崭号选择当联轴器赔的类型确赔定后，应宪根据轴端保直径d’秧，转矩T吸，转速n配和空间尺抵寸等要求密在标准中蚕选择适当蜂的联轴器厨型号。步畅骤：（1）邮计算名肉义转矩犁T：随T=蝇955嗓0P/袜n[T]拢为所选踪蝶联轴器认的许用居转矩；樱P为所缎选联轴里器传动稍的最大酷功率。器n为轴答的转速史；（2）砍计算转湾矩Tc怕:候Tc真=KTTc：计斗算转矩，邻T为联轴脸器所传递押的名义转草矩，单位年为N.m使m；K为晃联轴器工罪作情况系扛数，可根叨据原动机冶和工作机令的类型从姿表12—蕉2中选取层。（3）选自择联轴器输的型号根据轴利端直径凡、转速泉n、计很算转矩举Tc、贺等参数优查手册斗，选择冷适当的咐型号。拖必须满拼足：Tc≤英[Tc撕]卵n谁≤[n那][Tc祖]为联凑轴器的扮许用最秀大转矩汉N,m雷m；[擦n]为奏联轴器吐的许用眯最高转置速r/脸min二、离合况器的选择离合器的旬选择首先展是根据工道作条件和颂使用要求途，确定离巧合器类型袄，然后根爽据轴径和非传递转矩巡寿的大小查蹄手册选用页型号。与片联轴器相构同，应满派足：Tc≤紧[Tc吃]丽n撇≤[n答]三、制动用器的选择制动器步的选择滚与联轴冰器的选跑择所考渴虑的条济件和选触择内容立大致相射同，但羞在制动奋器型号绸选择时镇制动力已矩计算轮较为复吗杂可参粗考《机捞械设计锄手册》伍等设计腾资料进符行制动窜器的设泉计选择坏。且满足历：Tc=S穴Tmax式中：T锻max为待制动轮所墓传递的最年大转矩，逼N,mm至；S为迹制动安全沟系数；按希表12—控4选取。四、联牙轴器、暗离合器察、制动岂器的使绍用和维运护(1)联旷轴器与离忘合器的安兽装误差应坚严格控制验，对固定地式刚性联成轴器更应究注意。由殿于所联接袄两轴的相赔对位移在巡寿负载后还古可能增大缺，故通常哄要求安装戴误差不大坛于许用补脊偿量的二野分之一。(2)至联轴器酱在工作晒后应检慰查两轴伪对中情软况，其浊相对位善移不应欧大于许屠用补偿失量。应切定期检厨查传力位零件是域否有损敬坏，以纺便及时环更换。急有润滑抄要求的代，要定咏期检查辨润滑情逃况。(3)对钓于转速较停高的联轴仍器，要进耐行动平衡概试验。(4)多揉片式摩擦草离合器在扇工作时不虚应有打滑唇或分离不需彻底现象赚。应经常染检查作用摇在摩擦片瘦上的压力刑是否足够垮；摩擦片维磨损情况扶，回位弹达簧是否灵散敏；主、舞从动片之敢间的间隙共应注意调孤正。(5)应集定期检查捏离合器的协操纵系统诊是否操作洋灵活，工屯作可靠。(6)谜制动器幅往往是娇机械设驼备中重侍要的安刃全装置牺，与安悲全生产监密切相竿关。应舌经常检闻查其工盘作状况东，制动辫器全部芹传动系愿统的动死作要灵少敏，应拿按时注也油润滑罪转动环俯节，合燃理调整挂弹簧弹危力、合例理调整驶松开状暗态时制剃动瓦块判与制动哥轮的间依隙。本章小结（1）肾联轴器绩、离合迎器和制极动器大拦多数型蹦号已标迅准化或耗规格化旗，所以鞋它们的岔设计主淹要是从菊标准化兆、规格章化的类迅型中选做择。选循择时应惨根据设己计要求伏对主要盘参数进坐行计算拦，再按素设计准钳则选择肃满足设抚计要求然的联轴予器、离哲合器或墨制动器曾；（2）联雨轴器是用签于联接两迎轴的。考仗虑两轴相卖对的位置肌主要是机肃器工作时广的两轴相孤对位置，让若机器的岂刚度不够侧，工作时烂受力变形川就可能造励成两轴相负对位置的绣变化；高巡寿速运转的刊机器所产锋生的冲击何、振动、汤动载荷、坡离心力等挪都会影响骨两轴的相惨对位置。什刚性联轴弦器结构简标单、成本淡低，可传纤递较大的额转矩，但我它补偿能花力差，故妄对两轴对科中性要求芒很高，一脑般用于速拉度低、无岸冲击、轴乏的刚性大堂、对中性烦较好的场遵合；（3）掌冶握常用类讲型的联轴舟器、离合痒器的结构提特点、工泰作原理、袄应用场合省、合理选俱择联轴器掌、离合器问是本章学野习的重点厦。万向传动胶装置的组倦成

由耍万向节、趋传动轴组阅成，有的系装有中间殖支承。茅万向传系动装置的苍功用俱在轴间夹蜘角及相互射位置经常免发生变化墙的转轴之推间传递动湾力。万向节万向节的贡分类

1梢.刚性万是向节:不等速亩万向节哗(十字忙轴式)准等速万楚向节(双司联式,三朱销轴式)等速万向卡节(球笼温式,球叉钞式)2.挠性尘万向节万向传动乏装置在汽芦车上的应梨用主要有们几个方面十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜。十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。两万向节叉上的孔分别套在十字轴的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。1-轴承旧盖；2、6-聋万向节叉爸；3-油疑嘴；4-十裕字轴；5-安具全阀；7-油滩封；8-滚针炼；9-套筒一.十字扔轴式刚性睬万向节1.构股造:为了润蹈滑轴承箭，十字钱轴上一铲般安有得注油嘴北并有油险路通向革轴颈。骄润滑油喷可从注膊油嘴注躁到十字劳轴轴颈笛的滚针卷轴承处困。2.普通叼万向节的店速度特性1)普通坏万向节的腹速度特性士：当十字漠轴式刚性炸万向节的尘主动叉是豪等角速转痒动时，从垒动叉是不电等角速的粉。2)证明如图所赏示，假滩设叉轴宜1以等销角速ω缝1旋转度，当万亭向节处钢于图a蜂所示位伟置时，红A点的指瞬时线种速度可登从叉轴壶1和叉殿轴2两渗个方面谋求出：VA=ω丝式1r=ω爬2rco率sα所以ω2=ω1/co准sα领此时ω2>ω1当叉轴便1转过喝900至图b禁所示位绪置时，量十字轴第上B点锡的瞬时顺线速度坑可从叉安轴1和递叉轴2付两个方伴面求出忽：VB=ω1rco陶sα=钟ω2r所以ω2=ω1cos喇α反此跑时ω2<ω1a)底b)3)结论危：(1)当扭主动叉轴渠1以等角歪速旋转时薄，从动叉色轴2是不卖等角速的刑，从图a周转到图b矿位置，叉离轴2的角案速度由最妥大值ω1柳/cos住α变至最巾小值ω1嫁cosα蚁。叉轴1黄再转90区0，叉轴带2的角速辆度由最小孙值变至最召大值。可术见从动叉计轴角速度豪变化的周宾期为18蒙00。(2)屿轴2不纤等速程肢度随轴赛间夹角沾α的加梦大而加纺大。(3)主销、从动轴爷的平均转枕速是相等顷的，即主耳动轴转一顽圈从动轴刃也转一圈虫。所谓不满等速是指吊在转动一只圈内的角剥速度而言俩。3.普通与万向节等胸角速排列单个普作通万向敌节的不唐等速性吉会使从偶动轴及票与其相捞连的传胶动部件印产生扭看转振动匪，产生狱附加的趋交变载乡丰荷，影匀响部件痰使用寿翼命。1)傲普通掘万向节权等角速味排列方游式为实现等援角速传动辞，可将两谊个普通万拖向节按图巡寿所示的平楚行排列和太等腰式排拿列两种排耗列方式安逗装。2)普围通万向这节等角怎速排列返条件：①第一姥个万向其节的从严动叉和爸第二个戚万向节叫的主动盗叉与传搂动轴3受相连，瓦且传动柜轴两端笋的万向洽节叉在吸同一平抬面内；②输入轴筑、输出轴化与传动轴撕的夹角相神等，即α鬼1=α2躁。满足上识述两个条翁件，输出混轴2与输矿入轴1的熄角速度就声相等。双万向并节的等怪速排列喂方式a)平钟行排列工；b)宫等腰式题排列二、准版等速万激向节和敌等速万疏向节转向驱缘瑞动桥和姐独立悬妄架的驱洒动桥，蛛因受轴误向尺寸燥限制、左转向轮苏偏转角宰大等原礼因，两肌个普通烂万向节救传动装慕置难以寸适应，君故采用谅各种型鹅式的准终等速和军等速万瓶向节。1.准等土速万向节准等速杀万向节抢是根据轰两个普沿通万向妈节实现早等速传斧动的原辆理制成治的。常景见的有袜双联式被和三销米式万向累节。1)双稿联式万匆向节它实际上棍是一套传够动轴长度壳减缩至最悬小的双万辫向节传动肺装置。图12-砖6所示的象双联叉3寺相当于两卖个在同一彼平面内的游万向节叉振。要使轴上1和轴2筑的角速度稠相同，应借保证α1润=α2。图12-葡6双联式饮万向节毯的原理郑图1、2-万向节快叉轴，3-双联叉2)三抄销轴式墓万向节三销轴式劫万向节是丽由双联式毛万向节演拥变而来的培准等速万拜向节。由所两个偏心发轴叉1和非3、两个世三销轴2驴和4、以借及六个滑脉动轴承和束密封件等鸡组成。每豆一偏心轴挺叉的两叉遥孔通过轴籍承和一个晌三销轴大克端的两轴顿颈配合，抬两个三销缝轴的小端欢轴互相插足入对方的愿大端轴承氧孔内，形坊成了Q1慈-Q1敬'、Q2茄-Q2勉'、R-爽R'三根恢轴线。传跳递扭矩时倒，由主动妖偏心轴叉旺1经轴Q帝1-Q滩1'、R艰-R'、恼Q2-僵Q2'传齐到从动偏朋心轴叉3磨。三销轴式听万向节的驼最大特点役是允许相蜂邻两轴有猾较大的交雁角，最大皂可达45捞o。采用练此万向节馋的转向驱看动桥可使训汽车获得蹦较小的转处弯半径，偏提高了汽锦车的机动雷性。1—主动年偏心轴叉廉；2、4—滨三销轴；3—从艺动偏心丹轴叉；5—卡环清；6—轴嘴承座；种7—肝衬套；8—毛秀毡圈；9—密封庸罩；10—组推力垫关片2.等捞速万向指节1)基本裳原理：传滴力点永远态位于两轴糟交点的平貌分面上。图所示丹的是等份速万向什节的工寸作原理姿图。两墙个大小荒相同锥半齿轮的稍接触点豆P