1、第十五章联轴器 离合器和制动器 15 1概述 15 2联轴器 15 5特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器 15 3离合器 15 4安全联轴器及安全离合器 1 6制动器 作用 主要用于将两根轴联接在一起 使它们一起旋转 并传递扭矩 也可用作安全装置 联轴器 用于将两轴联接在一起 机器运转时两轴不能分离 只有在机器停车时才可将两轴分离 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的断续 以便进行变速或换向 安全联轴器与离合器 机器工作时 若转矩超过规定值 即可自行断开或打滑 以保证机器中的主要零件不因过载而损坏 15 1概述 联轴器和离合器种类繁多 在选用标准件
2、或自行设计时应考虑如下因素 传递转矩大小 转速高低 扭转刚度变化 体积大小 缓冲吸振能力 特殊功用的联轴器与离合器 用于某些特殊要求处 如 在一定的回转方向或达到一定转速时 联轴器或离合器即可自动接合或分离等 二 联轴器的分类 无弹性元件联轴器 刚性联轴器 联轴器 套筒联轴器 凸缘联轴器 夹壳联轴器 齿式联轴器 十字滑块联轴器 挠性联轴器 有弹性元件联轴器 滑块联轴器 万向联轴器 滚子链联轴器 弹性套柱销联轴器 弹性套柱销联轴器 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 下面将对各种联轴器作详细介绍 潘存云教授研制 潘存云教授研制 一 刚性联轴器 结构 用一个套筒通过键将两轴联
3、接在一起 用紧定螺钉来实现轴向固定 套筒联轴器 型式 半圆键 普通平键 特点 结构简单 使用方便 传递扭矩较大 但不能缓冲减振 应用 用于载荷较平稳的两轴联接 1 套筒联轴器 潘存云教授研制 优点 传递扭矩大 能补偿综合位移 缺点 结构笨重 造价高 应用 用于重型传动 潘存云教授研制 潘存云教授研制 2 十字滑块联轴器 结构 两个端面开有径向凹槽的半联轴器 两端各具有凸榫的中间滑块 且两端榫头互相垂直 嵌入凹槽中 构成移动副 工作原理 当两轴存在不对中和偏斜时 滑块将在凹槽内滑动 优缺点 结构简单 制造容易 滑块因偏心产生离心力和磨损 并给轴和轴承带来附加动载荷 适用范围 30 y 0 04d
4、 v 300r min 潘存云教授研制 3 滑块联轴器 优点 结构简单 尺寸紧凑 应用 适用于小功率 高转速而无剧烈冲击的场合 结构 与十字滑块联轴器结构相似 只是沟槽很宽 中间为不带凸牙的方形滑块 其材料为夹布胶木 工作特点 由于中间滑块质量小 且有弹性 故允许较高的极限转速 潘存云教授研制 4 万向联轴器 作用 用于传递两相交轴之间的动力和运动 而且在传动过程中 两轴之间的夹角还可以改变 共轴 有夹角 应用 广泛应用于汽车 机床等机械传动系统中 单万向联轴器 潘存云教授研制 5 双万向铰链机构 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 主动 从动 中间三轴共面 主动轴 从
5、动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等 中间轴两端的叉面应在同一平面内 为了消除从动轴变速转动的缺点 常 潘存云教授研制 潘存云教授研制 小型双万向联轴器结构如图所示 通常采用合金钢制造 潘存云教授研制 6 滚子联轴器 结构 利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半链轴器的联接 特点 结构简单 尺寸紧凑 质量小 装拆方便 维修容易 成本低廉 优点 结构简单 尺寸紧凑 质量小 装拆方便 维修容易 成本低廉 有一定的补偿性能和缓冲性能 缺点 因链条的套筒与链轮之间存在间隙 不适于逆向传动和启动频繁或立式轴传动 同时受离心力的影响不适于高速传动 潘存云教授研制 2 弹性柱销
6、联轴器 结构 用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中 结构简单 更换柱销方便 特点 上述两种联轴器的动力通过弹性元件传递 缓和冲击 吸收振动 应用 适用于正反向变化多 启动频繁的高速轴 适用范围 12 t 60 v 8000r min 能补偿较大的轴向位移 并允许微量的径向位移和角位移 两种柱销 4 梅花形弹性联轴器 工作温度 35 80 传递扭矩 T 16 25000N M 结构 半联轴器与轴的配合可以做成圆柱形或圆锥形 中间的弹性元件形状似梅花 故得名 选用不同硬度的矩胺酯橡胶 铸形尼龙等材料制造 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 6 星形弹性联轴器 结构 两个半联轴器上
7、均制有凸牙 用橡胶等材料制成星形弹性元件 放置在两半联轴器的凸牙之间 工作时 星形弹性元件受压冰传递扭矩 应用范围 允许两轴的相对径向位移约为 0 2mm 偏角位移约为 1 30 作用 在机器运转过程中 使两轴随时接合或分离 用来操纵机器传动的断续 以便进行变速或换向 离合器 分类 一 离合器的分类 按其工作原理分 机械离合器电磁离合器液压离合器气压离合器 超越离合器离心离合器安全离合器 嵌入式 摩擦式 按离合控制方法分 操纵式 自动式 按操纵方式分 二 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
8、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 潘存云教授研制 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 工作原理 利用操纵杆移动滑环 实现两套筒的结合与分离 三 常用离合器简介 潘存云教授研制 牙型 三角形 梯形 锯齿形 传递中小转矩 牙数为16 60 梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙 锯齿形只能单向工作 反转时具有较大的轴向分力 会迫使离合器自行分离 制造要求 各牙应精确等分 以使载荷均匀分布 潘存云教授研制 2 单片式圆盘摩擦离合器 摩擦扭矩 Tmax FafRf 结构 由固定圆盘1 活动圆盘2 滑环组成 工作原理 移动滑环 可实现两圆盘的结合与分离 靠摩擦力带动从动轴转动 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 缺点 结合过程中不可避免出现打滑 引起磨损和发热 潘存云教授研制 工作原理 移动滑环 通过杠杆作用 压紧或放松磨擦片 来实现两轴的结合与分离 3 多片式圆盘摩擦离合器 结构特点 多个摩擦片叠加在一起 三维动画
