联轴器、离合器和制动器机械设计基础老师讲课课件

教学要求、重点与难点第一节概述第二节联轴器第三节离合器第四节制动器小结作业第17章联轴器、离合器和制动器教学要求、重点与难点一、教学要求了解常用联轴器、离合器的主要类型和用途；了解常用联轴器的结构、工作原理、特点、影响工作性能的因素，以及选择方法；了解常用离合器的结构、工作原理、性能、特点、及选择方法。二、教学重点与难点重点：最常用的几种联轴器特点、结构和应用；区别联轴器和离合器。难点：联轴器和离合器类型的选择与确定。联轴器与离合器的异同点：相同点：联接两轴传递运动和转矩。不同点：联轴器——联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离。离合器——联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合。制动器：对机器的运动件施加阻力或阻力矩，使机械运转速度降低或迫使机械停止运转的装置。第一节概述轴向位移径向位移角位移综合位移轴的相对位移第二节联轴器刚性联轴器挠性联轴器凸缘联轴器十字滑块联轴器万向联轴器齿轮联轴器可以补偿位移套筒联轴器无位移补偿能力对中性要求高。无弹性元件有弹性元件缓冲吸振，用于起动频繁、高速变载以及经常正反转的场合。弹性圈柱销联轴器尼龙柱销联轴器轮胎联轴器一、联轴器的类型（可移式刚性联轴器）1、套筒联轴器二、刚性联轴器特点：结构简单，但不能缓冲、吸振。适用于两轴严格对中、载荷平稳的场合。2、凸缘联轴器特点：结构简单，传递转矩较大，但不能缓冲、吸振。适用于两轴严格对中、载荷平稳的场合。型式：有对中榫的凸缘联轴器普通凸缘联轴器---靠铰制孔螺栓对中。---靠榫头对中。1、十字滑块联轴器123特点：转速高时，十字滑块因偏心离心力大，磨损快。适用于低速，三、无弹性元件挠性联轴器min/300rn2、齿式联轴器优点：传递转矩较大，补偿适量的综合位移。。缺点：结构笨重，成本较大。适用于重型机械。R鼓形齿R1Ra直齿3、万向联轴器1)单万向联轴器的速度特性：当主动叉是等角速转动时，从动叉是变角速转动。如图所示，假设叉轴1以等角速ω1旋转，当万向节处于图a所示位置时，A点的瞬时线速度可从叉轴1和叉轴2两个方面求出：VA=ω1r=ω2rcosα所以ω2=ω1/cosα此时ω2ω1当叉轴1转过900至图b所示位置时，十字轴上B点的瞬时线速度可从叉轴1和叉轴2两个方面求出：VB=ω1rcosα=ω2r所以ω2=ω1cosα此时ω2ω1a)b)coscos121设计：潘存云设计：潘存云双万向联轴器将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。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四、弹性元件挠性联轴器1、弹性套柱销联轴器LsdD11:10圆锥形孔圆柱形孔短圆柱形孔特点：结构简单，装配方便，能缓冲、吸振。但弹性圈易损坏，寿命低。用于中、小载荷的高速轴上。2、弹性柱销联轴器特点：结构简单，制造容易，传递转矩能力较大，能缓冲、吸振，补偿位移较小。适用于正反转、启动频繁的高低速轴。设计：潘存云3、轮胎式弹性联轴器特点：轮胎环D止退垫板结构简单、易于变形。允许较大的综合位移。适用于启动频繁、正反向运转、有冲击振动、有较大轴向位移、潮湿多尘的场合。四、联轴器的选择1、选联轴器类型；2、计算传递的扭矩；3、确定联轴器型号。刚性联轴器—用于载荷平稳，转速稳定，同轴度好，无相对位移的场合。无弹性元件挠性联轴器—用于有相对位移场合。弹性联轴器—用于载荷和速度变化较大处，同轴度不易保证的场合。计算转矩：Tc=KATKA为工况系数；T为名义转矩；max][nnTTc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例17-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振动，选用弹性套柱销联轴器。1195509550970PTn108N·m（2）求计算转矩由表17-1查得，工作机为水泥搅拌机时工作情况系数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。以上数据均能满足本题的要求，故合用。（3）确定型号一、离合器的要求离合器应该操纵方便省力、离合迅速平稳、动作准确、结构简单。二、离合器的分类机械式离合器气动式离合器外力操纵液压式离合器电磁式离合器超越离合器自动操纵离心离合器安全离合器离合器第三节离合器设计：潘存云1、牙嵌式离合器结构：由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。固定套筒活动套筒滑环对中环特点：结构简单，外廓尺寸小，能传递较大的转矩，只宜在两轴静止或转速差很小时接合或分离。牙型30˚~40˚2˚~8˚2˚~8˚60˚三角形梯形锯齿形----传递中小转矩----传递较大转矩梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。锯齿形只能单向工作。。制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。设计：潘存云2、摩擦离合器123a、单片式圆盘摩擦离合器缺点：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；Fa213FaRf摩擦扭矩:Tmax=FafRf设计：潘存云主动摩擦片杠杆滑环调整螺母被动摩擦片b、多片式圆盘摩擦离合器结构特点：多个摩擦片叠加在一起；摩擦片数量z↑→传递扭矩T↑但z过大将使各层间压力不均匀，一般取:z=12~15摩擦扭矩:Tmax=zFafRfzFaf(D1+D2)=4≥KAT4Fap=π(D1+D2)表面压强:≤[p]D1D23、磁粉离合器4、安全离合器安全离合器：具有过载保护作用。（1）牙嵌式安全离合器：当转矩超过限定值时，接合牙伤的轴向力克服弹簧压紧力和摩擦阻力而使离合器分离。（2）摩擦式安全离合器：无操纵结构，用弹簧力将摩擦片压紧。过载时，摩擦片打滑。5.定向(超越)离合器三、离合器的选择离合器的选择首先是根据工作条件和使用要求，确定离合器类型，然后根据轴径、计算转矩和转速的大小查手册选用型号。与联轴器相同，应满足：Tc≤[T]n≤[n]abF1cQF21、带式制动器第四节制动器块式制动器工作原理图2、块式制动器3、内张蹄式制动器1.制动踏板2.推杆3.主缸活塞4.制动主缸5.油管6.制动轮缸7.轮缸活塞8.制动鼓9.摩擦片10.制动蹄11.制动底板12.支承销13.制动蹄回位弹簧本章小结1.联轴器、离合器型号已标准化，它们的设计主要是从标准化的类型中选择。选择时应根据设计要求对主要参数进行计算，再按设计准则选择满足设计要求的联轴器、离合器；2.联轴器是用于联接两轴。刚性联轴器结构简单、成本低，可传递较大的转矩，但它补偿能力差，故对两轴对中性要求很高，一般用于速度低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好的场合；相反，应考虑选择弹性联轴器。作业•17-1联轴器和离合器的异同点有哪些？•17-2常用的联轴器有哪些类型有？并说明其特点和应用。•17-3刚性联轴器与弹性联轴器有什么差别？它们各适用于哪种情况？•17-4如何选择联轴器？•17-5为什么齿轮联轴器是刚性能补偿两轴的位移？•17-6牙嵌离合器和摩擦离合器有何特点？