机械设计基础 课件 13联轴器、离合器与制动器

《机械设计基础》主编：胡孟谦张晓娜

课程内容第一章机械设计概论第二章平面机构运动简图第三章平面连杆机构第四章凸轮机构第五章其他常用机构第六章齿轮机构第七章蜗杆传动第八章轮系第九章带传动与链传动第十章联接第十一章轴第十二章轴承第十三章联轴器离合器制动器第十四章机械创新设计一.概述13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器

联轴器、离合器和制动器是机械传动中的重要部件。如图为联轴器、离合器和制动器应用实例。一、联接器的性能要求

联轴器一般由两个半联轴器及联接件组成。联轴器联接的两轴一般属于两个不同的机器或部件，由于制造、安装的误差，运转时零件的受载变形，以及其它外部环境或机器自身的多种因素，都可使被联接的两轴相对位置发生变化，出现如图所示的相对位移和偏差。联轴器是常用构件，大多已经标准化。

13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器

二、联轴器的分类

联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。

刚性联轴器结构简单，制造成本低，拆装、维护方便，同时能保证两轴有较高的对中性，所以应用广泛。

挠性联轴器又可分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器三、常用联轴器的结构和特点1.凸缘联轴器13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器2.十字滑块联轴器13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器3.万向联轴器万向联轴器有十字轴式、球铰式、球笼式。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器球笼式万向联轴器（固定型）球铰柱塞式万向联轴器结构图13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器

4.十字轴式万向联轴器

制造业是立国之本、强国之基。而十字轴式万向联轴器是装备制造业常用的重要基础传动件。我国早在五六十年代就已具备联轴器制造体系。随着装备制造业重要零部件国产化进程不断进步，国产化超大型重载十字万向联轴器技术也不断趋于成熟和应用，不远的将来我国超大型重载十字万向联轴器的制造必将不断突破发展瓶颈，研制出高质量联轴器，持续提升我国制造业的竞争力。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器5.弹性套柱销联轴器

弹性套柱联轴器的结构与凸缘联轴器相似，不同之处是用带有弹性圈的柱销代替了螺栓联接，从而具有补偿两轴线综合位移的影响，其结构如图所示。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器6.弹性柱销联轴器

弹性柱销联轴器与弹性套柱销联轴器的结构相似，只是柱销材料为MC尼龙（聚己内酰胺，又称铸型尼龙），柱销形状一端为柱形，另一端制成腰鼓形，以增大角度位移的补偿能力，其结构如图所示。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器7.轮胎式联轴器

轮胎式联轴器是由橡胶或橡胶织物制成轮胎形的弹性元件，通过压板与螺栓和两半联轴器相联，两半联轴器与两轴相连，其结构如图所示。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器8.其他常用的联轴器除上述的联轴器外，其他常用的联轴器还有梅花形弹性联轴器、簧片联轴器、滚子链联轴器等，如图所示。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器一、离合器的组成

离合器在机器运转过程中能实现两轴方便的接合与分离。其基本要求是：工作可靠，接合、分离迅速而平稳，操纵灵活、省力，调节和修理方便，外形尺寸小，重量轻。离合器一般由主动部分、从动部分、接合部分、操纵部分等组成。主动部分与主动轴固定联接，主动部分还常用于安装接合元件（或一部分）。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器二、离合器的分类

离合器的类型很多，按实现两轴接合和分离的过程可分为操纵离合器、自动离合器，推离合的工作原理可分为嵌合式离合器、摩擦式离合器。摩擦式离合器是通过主、从动元件间的摩擦力来传递回转运动和动力，运动中接合方便有过载保护性能。但传递转矩较小，适用于高速、低转矩的工作场合。

13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器三、常用离合器的结构和特点1.牙嵌式离合器牙嵌式离合器主要由两个半离合器组成。其结构如图所示，半离合器1（主动部分）用平键与主动轴联接，半离合器2（从动部分）用导向平键或花键与从动轴联接，并通过滑环4操纵使其轴向移动以实现离合器的接合与分离。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器牙嵌式离合器常用的牙形有三角形、矩形、梯形和锯齿形四种，如图所示。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器2.摩擦式离合器

摩擦式离合器是靠接合元件接触面之间的摩擦力来传递转矩的。按接合元件的结构形式不同，可分为圆盘式、圆锥式、钢球式、闸块式和带式等，最常见的类型是圆盘式摩擦离合器。圆盘式摩擦离合器分为单片式和多片式两种。

13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器单片式离合器如图所示，由摩擦盘1、2和滑环4组成。圆盘1与主动轴联接；圆盘2与从动轴联接，并通过导向键3使其在轴上移动。操纵滑环4可使两圆盘结合或分离。1）单片式离合器13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器2）多片式摩擦离合器

如图，外壳的内缘开有纵向槽，外摩擦盘4以其凸齿插入外壳的纵向槽中，因此外摩擦盘可与轴一起转动，并可在轴向力推动下沿轴向移动。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器3.超越离合器定义：超越离合器又称定向离合器，是一种自动离合器。只能传递单向转矩，反向时能自动分离。超越离合器尺寸小，接合和分离平稳，常用于高速传动机构，如汽车自动变速器的换挡变速机构。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器楔块式单向离合器如图所示，其主要由外圈1、楔块2保持架3和内圈4组成。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器作用：制动器利用摩擦力矩实现制动，其主要作用是降低机械的运转速度或迫使机械停止转动。常用的制动器：1.块式制动器2.带式制动器3.內涨蹄式制动器4.盘式制动器等。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器一.制动器的分类1.外抱块式制动器外抱块式制动器的结构如图所示，它是靠瓦块和制动轮之间的摩擦力来制动。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器2.带式制动器带式制动器分为简单、双向和差动三种。图所示为简单带式制动器的结构。带式制动器结构简单、紧凑，制动力矩大，一般用于集中驱动的起重设备及绞车上，有时也作为安全制动器安装在低速轴或卷筒上。

13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器3、內涨蹄式制动器內涨蹄式制动器分为单蹄、双蹄、多蹄和软管多蹄等，制动蹄1上装有摩擦材料6，通过销轴2与机架固联，制动轮3与所要制动的轴固联。內涨式制动器结构紧凑，散热条件、密封性和刚性好，广泛用于各种车辆及结构尺寸受限的机械上。13-1概述13-2联轴器13-3离合器13-4制动器4、盘式制动器盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，称为制动盘。1）.全盘式制动器全盘式制动器摩擦副的固定元件和旋转元件均为圆盘形，分别称为固定盘和旋转盘。2）.钳盘式制动器钳盘式制动器分为定钳盘式和浮钳盘式两种。盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便，耐高温性能好，制动效果稳定。盘式制动器沿制动盘向施力，制动轴不受弯矩，径向尺寸小，