《动力传动基础》第十二讲

动力传动基础第十二讲其他常见的零、部件主讲：沈润杰电子与信息工程学院目录第一节联轴器第二节离合器第三节制动器第四节联轴器、离合器、制动器的使用和维护第五节销联接第六节弹簧

学习和了解联轴器、离合器和制动器的功用；学习常本章学习目标

掌握：常用联轴器的组成和类型及其结构特点；常用离合器本章学习要求

了解：常用联轴器的应用场合及其选用，离合器和制动器用联轴器的类型、结构特点和应用场合及其选用；学习常用离合器的类型、结构特点和应用场合；学习制动器的类型、结构特点和应用场合。的应用场合。的组成和类型及其结构特点；制动器的类型及其结构特点。机械设备中其他常见的零件和部件还有联轴器、离合器、制动器、销和弹簧等等概述概述作用：主要用作轴与轴之间的联接，以传递运动和转矩。电动卷扬机传动方案

联轴器特点：停机时才能联接或分离。联轴器离合器作用：在机器工作中可随时使两轴结合或分离。特点：随时控制启动和停车；控制变速和换档；过载安全保护。电动卷扬机传动方案

离合器概述

通过对机械的运动部件施加阻力或阻力矩，降低机械运转速度或迫使机械迅速停止运转的机械装置。电动卷扬机传动方案

制动器制动器概述1.1联轴器的组成和类型第一节联轴器

1.联轴器的组成：联轴器一般由两个半联轴器及其联接件组成。两个半联轴器通常采用键分别跟主、从动轴相连，再利用联接件把两个半联轴器连接在一起。2.两轴轴线的相对偏移轴向偏移径向偏移角向偏移组合偏移两轴轴线的相对偏移：引起附加载荷、剧烈振动对联轴器的要求：缓冲减振性能、补偿两轴偏移的能力第一节联轴器

3.联轴器的类型刚性联轴器：无位移补偿能力、无缓冲减振性能。挠性联轴器：具有一定的补偿两轴相对偏移的能力。载荷平稳、转速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用。先进工业国家，已淘汰不用刚性联轴器。

凡被联两轴的同轴度不易保证的场合，都应选用挠性联轴器。刚性联轴器挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器非金属弹性元件的挠性联轴器金属弹性元件的挠性联轴器联轴器安全联轴器起动安全联轴器第一节联轴器

一、刚性联轴器1.套筒联轴器（整体式结构）优点：结构简单，制造方便，成本低，径向尺寸小。缺点：装拆时需轴向移动。场合：径向尺寸紧凑或空间受限制的低速、轻载、无冲击联接不具备轴向、径向和角向补偿性能2.凸缘联轴器

由一组螺栓连接两个带凸缘的半联轴器组成，两半

按对中方式的不同可分为两种型式：联轴器分别用键与两轴连接。铰制孔用螺栓对中凸肩和凹槽构成对中榫来对中大，理论上没有功率损耗，但无缓冲和吸振作用。一、刚性联轴器优点：结构简单，成本低、传递转矩大；缺点：缺乏偏移补偿能力，对中心要求高；场合：最为广泛应用的刚性联轴器。一、刚性联轴器2.凸缘联轴器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。一、刚性联轴器1、无弹性元件的挠性联轴器二、挠性联轴器(1).十字滑块联轴器十字滑块联轴器允许的径向位移允许的角位移优点：径向尺寸小,结构简单缺点：滑块与凹槽间有摩损，需润滑；场合：十字滑块因径向位移会产生较大离心力，常用于低速.一般不超过300r/min。(2).十字轴万向联轴器

由两个叉形零件1、2和一个十字形零件3组成。

最大缺点：当两轴间有一定角偏移时，主、从动轴的瞬应用：汽车、拖拉机、轧钢机、机床、轻工等机械的传动系统中。时角速度不相等，常采用双万向联轴器。1、无弹性元件的挠性联轴器

特点：具有较大的角向补偿能力,结构紧凑，维护方便。当一轴固定时,另一轴可以在任意方向偏斜α角,角位移最大可达45º。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。(2).十字轴万向联轴器1、无弹性元件的挠性联轴器（1）.齿式联轴器

由两个具有外齿的套筒和两个具有内齿的外壳组成。安装时两个套筒通过过盈配合(或键)分别与主动轴和从动轴相连，两个外壳的凸缘用螺栓相连；套筒的外齿与外壳的内齿(齿数相同)相啮合来传递转矩。1、无弹性元件的挠性联轴器齿顶球形齿侧鼓形润滑油+密封圈齿侧间隙较大（3）齿轮联轴器

特点：结构紧凑、承载能力大，能补偿适量的综合位移，应用：低速的重型机械。适应速度范围广，但鼓形齿制造工艺较复杂或需专用设备，制造成本较高。允许径向位移

0.4-6.3mm允许角位移小于30’需要润滑和密封，齿顶做成球面，齿侧做成鼓形。上述几种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。（1）.弹性套柱销联轴器

在结构上和刚性凸缘联轴器相似，只是两半联轴器的连

特点：结构简单、制造容

应用：冲击载荷小、启动接不用螺栓而用带弹性套的柱销，利用弹性套的弹性变形来补偿两轴间的相对位移。易、装拆方便、成本较低。弹性套的弹性变形有限，位移补偿量不大，缓冲和减振性能不高，弹性套寿命较短。频繁的中、小功率传动。2.有弹性元件的挠性联轴器二、挠性联轴器（2）.弹性柱销联轴器

在结构上和弹性套柱销联轴器相似。用尼龙柱销作为连接

优点：结构更简单、装拆方

应用：正反向变化多、启动频繁的高速轴。件。为防止柱销滑出，在半联轴器两端设有挡板。靠尼龙柱销传递力并靠其弹性变形补偿径向位移和角位移，安装时留间隙以补偿轴向位移。便，传递转矩的能力更大。

缺点：耐冲击能力较低，易老化，尼龙对温度较敏感，不宜在高温下工作，工作温度范围控制在－20~70℃。（3）.轮胎式联轴器

两半联轴器用键与轴相联，中间为橡胶制成的特型轮胎

特点：结构简单、使用可靠、弹

橡胶轮胎易变形，允许较大的相环，用止退垫板及螺钉与半联轴器相连，通过轮胎传递转矩。对位移，角位移达5°~12°，轴向位移达0.01D，径向位移达0.02D(D为联轴器外径)。性大、寿命长、不需润滑，但径向尺寸大。应用：启动频繁、正反向运转、有振动冲击、轴间相对位移大以及潮湿多尘之处。其他有弹性元件挠性联轴器弹性管联轴器其他挠性联轴器(挠性)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。三、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、反转变化多少的要求。

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、转动惯量小的弹性联轴器；正、反转变化多，启动频繁，安装不易对中的场合考虑采用弹性联轴器。3）连接两轴相对位移大小的要求。

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。4）

两轴轴线要求有一定夹角的，可选万向联轴器三、联轴器的选择

注意：由于类型选择涉及因素较多，一般可参考以往使用联轴器的经验进行选择。2.联轴器型号、尺寸的选择

对于已标准化的联轴器，可根据计算转矩、轴端的直计算转矩径和转速从设计手册中选定型号、尺寸。例9-1目录第一节联轴器第二节离合器第三节制动器第四节联轴器、离合器、制动器的使用和维护第五节销联接第六节弹簧离合器在机器工作中可随时使两轴结合或分离。特点：随时控制启动和停车；控制变速和换档；过载安全保护。离合器

主要由主动部分、从动部分、接合元件和操纵部分组1.离合器的组成成。主动部分与主动轴固连，并装有接合元件。从动部分既可与从动轴固连，也可沿从动轴做轴向移动，并安装有接合元件。操纵部分控制接合元件的接合与分离。2.离合器的类型按离合的工作原理可分：牙嵌式、摩擦式和电磁式按离合方式不同可分：操纵式和自动式按操纵方式分：机械操纵、电磁操纵、气动和液动离合器自动式离合器按工作原理可分：超越、离心和安全离合器离合器的分类离合器操纵自动机械操纵离合器液压(操纵)离合器气压(操纵)离合器电磁(操纵)离合器安全离合器离心式离合器超越离合器嵌合式：牙嵌离合器摩擦式圆盘摩擦离合器锥面摩擦离合器3.1牙嵌离合器1、2半离合器3导向平键4操纵滑环5对中环

由端面带牙的两个半离合器组成，通过端面上的凸牙传递转矩。半离合器1用平键与主动轴连接，半离合器2装在从动轴上，操纵移动滑环4可使它沿导向平键3移动，以实现离合器的接合与分离。材料选择及热处理：齿面需要高耐磨性，故齿面应具有较高的硬度；一般采用低碳钢+低碳淬火处理或中碳钢+表面淬火处理；对于不重要的和静止时离合的牙嵌离合器也可采用铸铁。3.1牙嵌离合器牙数：3-60个，要传递转矩大，取较少牙数；要接合时间短时，取较多牙数。三角形齿：接合容易、齿顶尖、强度低，用于小载荷。梯形齿：强度高、磨损后自动补偿间隙，用于较大载荷。锯齿形齿：单向工作、强度最高，反向时将迫使离合器分离。离合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等优点：结构简单，尺寸小，工作时无滑动，应用广泛。缺点：只宜在两轴不回转或转速差很小时离合，否则撞齿折断3.2摩擦离合器

单盘摩擦离合器的主动摩擦盘1

工作时，向左施加轴向压力使1.单盘摩擦离合器

特点：结构简单，散热性好，但径向尺寸大，传递有限的转矩。应用：转矩2000N·m以下的轻型机械。两圆盘的接合面产生足够的摩擦力以传递转矩。与主动轴之间通过平键和轴肩作周向和轴向定位，并紧配，从动磨擦盘2可沿导向平键在从动轴上移动。移动滑环3可使两盘接合或分离。

较多的摩擦接合面能传递较大的转矩，接合和分离过2.多盘摩擦离合器程较平稳，但结构复杂，轴向尺寸较大，成本较高。广泛用于机床、汽车及摩托车等机械中。3.电磁摩擦离合器4、圆锥式摩擦离合器与单圆盘摩擦离合器相比较，由于锥形结构使圆锥式摩擦离合器在相同外径尺寸和相同轴向压力的情况下接触面积增大，从而产生较大的摩擦力，传递更大的转矩。5.与牙嵌离合器相比，摩擦离合器具有如下优点：在任何不同转速两轴都可接合；过载时摩擦面间将发生打滑，可以防止损坏其他零件；接合平稳，冲击和振动较小。目录第一节联轴器第二节离合器第三节制动器第四节联轴器、离合器、制动器的使用和维护第五节销联接第六节弹簧一

、制动器的组成和类型

第三节

制动器1.制动器的组成

由制动架、制动元件和驱动装置三部分组成。2.制动器的类型

按制动零件的结构特征可分：块式、带式、盘式制动

按工作状态可分：常闭式和常开式制动器。器及磁涡流制动器、磁粉制动器等；

制动架是制动器其他部分安装和支承的基础。制动元件是产生制动力矩执行制动的元件。驱动装置是将作用于制动器的驱动力放大并传递给制动元件以实现紧闸或松闸的装置。3、制动器的功用一

、制动器的组成和类型

能产生足够的制动力矩。松闸与合闸迅速，制动平稳。构造简单，外形紧凑。制动器的零件有足够的强度和刚度，而制动器摩擦带要有较高的耐磨性和耐热性。调整和维修方便。二、外抱块式制动器

靠制动块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。

瓦块常用金属(铸铁、

应用：大型绞车，起重机等设备中。通电时，电磁线圈1的吸住衔铁2，再通过杠杆机构的作用使制动块5松开，机械便能自由运转。断开电路，电磁线圈释放衔铁2，在弹簧4的作用下，通过杠杆使制动块5抱紧制动轮6实现制动。钢、铜)或非金属(碳、玻璃)纤维与铁粉、石墨等材料压制而成。三、内张式制动器

利用内置的制动蹄在径向向外挤压制动轮，产生制动

制动器工作时，推动器4(液压缸

特点：结构紧凑，散热性好，密封容易。应用：轮式起重机，各种车辆等结构尺寸受限的场合。转矩来制动。内张蹄式制动器分为单蹄、双蹄、多蹄等。或气缸)克服拉簧5的作用使左右制动蹄1分别与制动轮3相互压紧，产生制动作用。推动器卸压后，拉簧5使两制动蹄与制动轮分离松闸。四、带式制动器

利用制动带与制动轮之间的摩擦力实现制动。

特点：结构简单、紧凑、

应用：中小型起重、运输机械和人工操纵的场合。带式制动器分简单带式、差动带式和综合带式。当施加外力于制动杠杆上时，利用杠杆作用使制动带抱住制动轮产生摩擦力达到制动的目的。包角大(可超过2π)、制动力矩大。但制动轮轴受较大的弯曲作用力，制动带的压强和磨损不均匀，且受摩擦系数变化的影响大，散热差。目录第一节联轴器第二节离合器第三节制动器第四节联轴器、离合器、制动器的使用和维护第五节销联接第六节弹簧第四节联轴器、离合器、制动器的使用和维护1、联轴器与离合器的安装误差应严格控制，对于刚性联轴器更应该注意。2、对于转速较高的联轴器，使用前要进行动平衡试验。3、联轴器在工作后应检查两轴对中情况。其相对位移不应大于许用补偿量。4、要定期检查离合器的操纵系统是否操作灵活，工作可靠。5、多片式摩擦离合器在工作时不应有打滑或分离不彻底现象。要经常检查作用在摩擦片上的压力是否足够和摩擦片磨损情况，回位弹簧是否灵敏，主、从动片之间的侧隙要经常注意调整。6、制动器要经常检查其工作状况，制动器全部传动系统的动作要灵敏，要按时向转动部件注油润滑，经常调整弹簧弹力、合理调整松开状态时制动瓦块与制动轮的间隙。目录第一节联轴器第二节离合器第三节制动器第四节联轴器、离合器、制动器的使用和维护第五节销联接第六节弹簧用销将两个零件连接在一起的连接方式称为销连接。第五节销联接销通常用来固定零件的