联轴器和离合器

新余高等专科学校作者朱双霞副教授联轴器和离合器§16.1联轴器§16.2离合器§16.3制动器返回结束新余高等专科学校作者朱双霞副教授教学目的1、了解联轴器的种类、特点和应用；２、了解离合器的种类、特点和应用；３、掌握联轴器、离合器的功用。教学重点与难点重点：联轴器、离合器的种类和功用；难点：联轴器、离合器、制动器的选用；教学内容新余高等专科学校作者朱双霞副教授16.1.1联轴器的类型、特点和应用图12—1轴线的相对位移联轴器所联接的两轴，由于机器的结构要求、制造及安装误差、承载后变形、温度变化和轴承磨损等原因，不能保证严格对中，使两轴线之间出现相对位移（轴向、径向、角位移、综合）§16.1联轴器联轴器主要是用在轴与轴之间的联接中，使两轴可以同时转动，以传递运动和转矩。只有在机器停车后，经过拆卸才能把它们分离。新余高等专科学校作者朱双霞副教授根据对各种相对位移有无补偿能力，普通联轴器可分为：刚性联轴器（无补偿能力）挠性联轴器（有补偿能力）1.刚性联轴器:这类联轴器有套筒式、夹壳式和凸缘式等。只介绍常用的凸缘联轴器。一、联轴器的类型新余高等专科学校作者朱双霞副教授凸缘联轴器联轴器按对中方式不同又可分为两种结构形式：1）有对中隼的凸缘联轴器2）用铰制孔用螺栓来实现两轴对中的凸缘联轴器新余高等专科学校作者朱双霞副教授2.挠性联轴器:这类联轴器又可根据有无弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两类1）无弹性元件的挠性联轴器：这类联轴器具有挠性，所以可补偿两轴的相对位移。但又因无弹性元件，故不能缓冲减振。◆滑块联轴器：由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3和一个两面带有凸榫的中间盘2所组成。当被联接的两轴有径向偏移时，凸榫将在联轴器的凹槽中滑动滑块联轴器动画演示新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆十字轴式万向联轴器：十字轴式万向联轴器由两个叉形接头1、3和十字轴2组成。由于中间联接件十字轴联接的两叉形半联轴器均能绕十字轴的轴线转动，因此联轴器的两轴线能成任意角度α，而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动。但α角越大，传动效率越低，所以一般α最大不超过35～45°。缺点：当主动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，使用双万向联轴器新余高等专科学校作者朱双霞副教授双万向联轴器：使用双万向联轴器时，应使主、从动轴和中间轴位于同一平面内，两个叉形接头也位于同一平面内，而且使主、从动轴与联接轴所成夹角α相等，这样才能使主、从动轴同步转动，避免动载荷的产生。双万向联轴器双万向联轴器的安装万向联轴器动画演示新余高等专科学校作者朱双霞副教授2）有弹性元件的挠性联轴器：这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振能力◆弹性套柱销联轴器：弹性套柱销联轴器结构上与凸缘联轴器相似，只是用带弹性套的柱销代替联接螺栓。这种联轴器的特点：结构简单，安装方便，更换容易，尺寸小，重量轻，但其寿命较短，因此它适用于冲击载荷不大，需正反转或启动频繁的、由电动机驱动的各种中小功率传动轴系中新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆弹性套柱销联轴器：弹性柱销联轴器与弹性套柱销联轴器结构相似，只是柱销材料为尼龙。由于柱销与柱销孔为间隙配合，且柱销富有弹性，因而具有补偿两轴相对位移和缓冲的性能。为了改善柱销与柱销孔的接触条件和补偿性能，柱销的一端制成鼓形，且柱销两端装有挡板，以防止柱销脱落。另外，由于尼龙柱销对温度较敏感，故这种联轴器的工作温度也须在–20～＋70°范围内。新余高等专科学校作者朱双霞副教授16.1.2联轴器选择1．联轴器的类型选择:机械中常用的联轴器多数已经标准化，选择时应根据使用要求和工作条件来确定。具体选择时应考虑以下因素：1）所需传递转矩的大小和性质以及对缓冲和减振方面的要求2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小3）两轴相对位移的大小此外还应考虑联轴器的可靠性、使用寿命和工作环境，以及联轴器的制造、安装、维护和成本等因素。2．联轴器的型号选择:选择联轴器的型号时，先按下式计算其计算转矩。Tc＝KT式中Tc——轴的计算转矩（Nm）；K——工作情况系数；新余高等专科学校作者朱双霞副教授根据计算转矩Tc、轴的转速n和轴端直径d查阅有关手册，选择适当型号的联轴器。选择时应满足：1）计算转矩Tc不超过联轴器的公称转矩Tn，即Tc≤Tn；2）转速n不超过联轴器的许用转速[n]，即n≤[n]；3）轴端直径不超过联轴器的孔径范围。16.1.3联轴器的安装与维护◆对于安装来说，总的原则是严格按照图纸要求进行装配◆在装配时必须按制造厂给定的标记组装◆在安装联轴器时，必须进行适当的调整，以获得联轴器所联两轴具有较高的同轴度◆各种联轴器在装配后，均应盘车，看看转动情况是否良好新余高等专科学校作者朱双霞副教授16.2.1离合器的类型、特点和应用根据工作原理不同，可将离合器分为嵌合式离合器：结构简单，尺寸小，传递转矩大，主、从动轴可同步回转，但接合时有冲击，只能在停机或低速时接合。摩擦式离合器：离合平稳，可实现高速接合，且具有过载打滑的保护作用，但主、从动轴不能保证严格同步，并且接合时产生磨损与摩擦。§16.2离合器离合器在机器运转中可将传动系统随时分离或接合。新余高等专科学校作者朱双霞副教授1．牙嵌式离合器组成：由两个端面带牙的半离合器1、2组成。其中1固定在主动轴上，2用导向键3或花键与从动轴联接，并由滑环4操纵沿轴向移动实现离合器的接合和分离。在半联轴器1上还固定有对中环5可保证两轴对中新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆牙嵌式离合器常用的牙形三角形梯形矩形锯齿形梯形牙：应用较广，其强度高，传递转矩大，能自动补偿牙面磨损所产生的间隙，同时由于嵌合牙间有轴向分力，故便于分离；三角形牙：只能传递中、小转矩；矩形牙：不便于离合，且磨损后无法补偿；锯齿形牙：只能传递单向转矩。新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆牙嵌式离合器牙数的选取：一般取3～60。传递大转矩时，应选用较少牙数；要求接合迅速时，宜选用较多牙数。◆牙嵌离合器的主要失效形式：牙面的磨损和牙根折断◆材料：牙面应具有较高的硬度，牙根要有良好的韧性。常用材料：为低碳钢渗碳淬火或中碳钢表面淬火处理，硬度应分别达到52～62HRC和48～52HRC。不重要的和在静止时接合的离合器可用铸铁。新余高等专科学校作者朱双霞副教授2．圆盘摩擦片离合器◆单片式摩擦离合器：它是靠一定压力下主动片1和从动片2接合面上的摩擦力传递转矩，操纵滑环4使从动片作轴向移动以实现接合和分离单片式摩擦离合器结构简单，但径向尺寸较大，只能传递不大的转矩。新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆多片式摩擦离合器：它主要由外摩擦片组4和内摩擦片组5组成。外摩擦片组4与壳体2相联接，并同主动轴1转动。内片组5与套筒9相联接，并与从动轴10一起转动。内、外片相间地叠合，当滑环7由操纵机构控制向左移动时，使杠杆8绕支点顺时针转动，通过压板3将两组摩擦片压紧，实现接合；滑环7向右移动，则实现分离动画演示新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆多片式摩擦离合器内、外片结构如图所示。内片结构有平板形和碟形两种。后者接合时被压平，分离时借其弹力作用可以更加快速多片式摩擦离合器摩擦片的数目越多，传递的转矩越大，但片数过多会降低分离动作的灵活性。所以一般限制内、外片总数不超过25～30新余高等专科学校作者朱双霞副教授3．超越离合器爪轮套筒滚柱弹簧顶杆图所示为滚柱式超越离合器：当星轮1顺时针转动时，滚柱3受摩擦力作用被楔紧在星轮与外圈之间，从而带动外圈2一起转动，此时为接合状态；当星轮1逆时针转动时，滚柱3处在槽中较宽的部分，离合器为分离状态，因而它只能传递单向的转矩。若外圈和星轮同时顺时针回转，当外圈转速大于星轮转速时，离合器为分离状态，即套筒可超越星轮转动，故又称其为超越离合器这种离合器工作时没有噪音，宜于高速传动，但制造精度要求较高新余高等专科学校作者朱双霞副教授16.2.2离合器的选择、使用与维护离合器的正确使用要点是：分离迅速彻底，接合柔和平稳必须注意以下要点：1）离合器接合要缓慢，但当要全面接合时，动作又要迅速；2）分离离合器时动作要迅速，做到快而彻底的分离；3）不应采用半分离状态来降低机车的速度；4）离合器分离时间不宜过长，若需较长时间停车，则换成空挡。5）离合器在使用一段时间后，必须对其分离间隙进行调整。另外还要经常清洗离合器的油污，以保证离合器正常的工作。离合器的选择：离合器的选择方法与联轴器类似。新余高等专科学校作者朱双霞副教授16.3.1制动器的类型制动器：用于机构或机器减速或停止的装置，有时也可用作调节或限制机构或机器的运动速度按照构造特征，常用制动器分类如下：制动器（常开、常闭式）外抱块式制动器内张蹄式制动器带式制动器盘式制动器简单带式、差动带式、综合带式制动器双蹄式、多蹄式制动器长行程块式、短行程块式制动器钳盘式全盘式锥盘式固定钳式、浮动钳制动器单盘式、多盘式、载荷自制盘式制动器锥盘式、载荷自制锥盘式制动器§16.3制动器新余高等专科学校作者朱双霞副教授16.3.2常用制动器的性能比较◆带式制动器1—制动轮2—制动钢带3—制动杠杆4—重锤5—电磁铁6—缓冲器7—档板8—调节螺钉带式制动器特点：结构简单、紧凑，包角大，制动力矩也大，但因制动带磨损不均匀，易断裂，且对轴的横向作用力也大。这种制动器适于用在转矩较大而要求紧凑的制动场合。如用于移动式起重机中新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆短行程电磁铁制动器在图示状态中，电磁铁线圈5断电，弹簧8回复将左、右两制动臂4接近，两个瓦块3同闸紧制动轮10，此时为制动状态。当电磁铁线圈通电时，电磁铁6绕O点逆时针转动，迫使推杆7向右移动，弹簧8被压缩，左、右两制动臂4的上端距离较大，两瓦块3离开制动轮10，制动器则处于开启状态。这种制动器简单可靠，散热好，外形尺寸大，杠杆系统复杂。在起重运输机械中应用较广，适用于工作频繁及空间较大的场合新余高等专科学校作者朱双霞副教授◆内张蹄式制动器此种制动器种类很多，图所示为领从蹄式双蹄制动器。两个固定支承销4将制动蹄1和3的下端铰接安装。制动分泵2是双向作用的。制动时，分泵压力F使制动蹄1和3压紧制动鼓，从而产生制动转矩。这种制动器结构紧凑，散热性好，密封容易。多用于安装空间受限制的场合，广泛用于轮式起重机及各种车辆如汽车、拖拉机等的车轮中新余高等专科学校作者朱双霞副教授16.3.3制动器的类型选择制动器类型的选择应根据使用要求和工作条件来选定。选择时应考虑以下几点：◆选择常开或常闭式制动器时主要依据制动转矩的大小、工作性质和工作条件◆依据制动器的工作要求选择制动器◆考虑使用制动器的场所空间大小本章的重点内容是各种联轴器、离合器和制动器的工作特点和应用场合，在进行机械系统方案设计时，应能够根据具体工作要求，正确选择它们的类型。★本章小结新余高等专科学校作者朱双霞副教授新余高等专科学校作者朱双霞副教授§12.1联轴器滑块联轴器动画演示新余高等专科学校作者朱双霞副教授§16.1联轴器16.1.1联轴器的类型、特点和应用双万向联轴器十字轴式万向联轴器新余高等专科学校作者朱双霞副教授§16.1联轴器动力机K工作机Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类Ⅵ类电动机、汽轮机1.31.51.71.92.33.1内燃机四缸及四缸以上1.51.71.92.12.53.3二缸1.82.02.22.42.83.6单缸2.22.42.62.83.24.0联轴器的工作情况系数K注：工作机分类：Ⅰ类：转矩变化很小的机械；如发电机，小型通风机，小型离心泵。Ⅱ类：转矩变化小的机械；如透平压缩机，木工机床，运输机。Ⅲ类：转矩变化中等的机械；如搅拌器，增压泵，有飞轮的压缩机，冲床。Ⅳ类：转矩变化和冲击载荷中等的机械；如织布机，水泥搅拌器，拖拉机。Ⅴ类：转矩变化和冲击载荷大的机械；如造纸机械，挖掘机，起重机，碎石机。Ⅵ类：转矩变化大并有极强烈冲击载荷的机械；如压延机械，无飞轮的活塞泵，重型初轧机。新余高等专科学校作者朱双