1、第十四章 联轴器、离合器和制动器,14-1 概述,联轴器和离合器主要用作轴与轴之间的联接，以传递运动和转矩。 联轴器必须在机器停车后，经过装拆才能使两轴结合或分离。 制动器是用来迫使机器迅速停止运转或减低机器运转速度的机械装置。,联轴器和离合器常用的已经标准化。在设计时先根据工作条件和要求选择合适的类型,然后按轴的直径d、转速n和计算转矩Tc，从标准中选择所需要的型号和尺寸。,14-2 联轴器,联轴器的类型,刚性联轴器,无弹性元件的挠性联轴器,轴线的相对位移,有弹性元件的挠性联轴器,挠性联轴器,一、刚性联轴器,1.套筒联轴器,优点:结构简单,径向尺寸小，常用于要求径向尺寸紧凑或空间受限制的场合
2、。缺点:装拆时需轴向移动。,教学演示,教学演示,2.夹壳联轴器,特点:径向尺寸较大、装拆方便，克服了套筒联轴器装拆需轴向移动的不足，但转动平衡性较差，故常用于低速。,教学演示,3.凸缘联轴器,教学演示,对两轴对中性的要求很高，结构简单、成本低、传递转矩大应用最广。常用于对中精度较高，载荷平稳的两轴连接。,教学演示,刚性联轴器,优点：结构简单、价格较低。缺点：1）无法补偿两轴线相对位移，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。,二、无弹性元件的挠性联轴器,1.十字滑块联轴器,教学演示,可以补偿两轴
3、线的径向位移和角位移，滑块和凹糟间的相对滑动会产生摩擦和磨损，工作时应采取润滑措施。 十字滑块联轴器径向尺寸小,结构简单,高速时会产生较大的离心力，故常用于低速。,2.齿式联轴器,教学演示,能够补偿轴向位移、径向位移和角位移。,传递转矩大，外形尺寸紧凑，工作可靠，但结构复杂，成本高，常用于低速的重型机械中。,3.万向联轴器,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。,教学演示,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。,4.滚子链联
4、轴器,结构简单，质量小，工作可靠，寿命长，装拆方便，常用于潮湿、多尘、高温场合,不宜用于启动频繁、经常正反转以及较剧烈冲击载荷的场合。,教学演示,三、有弹性元件的挠性联轴器,1.弹性杆联轴器,结构简单,制造容易,价格便宜,弹性均匀,尺寸小,应用较广泛。,2.波纹管联轴器,由两个轴套和波纹管组成,结构简单, 惯性小,运转稳定。,3.弹性套柱销联轴器,结构简单,制造容易,装拆方便,成本较低。适用于转矩小、转速高、频繁正反转、需要缓和冲击振动的地方。,教学演示,4.弹性柱销联轴器,教学演示,结构简单,制造方便,成本低。适用于转矩小、转速高、正反向变化多、起动频繁的高速转轴。,教学演示,5.轮胎式联轴
5、器,教学演示,橡胶轮胎易于变形,因此,允许的相对位移较大,角位移可达512,轴向位移可达0.02D,径向位移可达0.01D,其中D为联轴器的外径。,结构简单,使用可靠,弹性大,寿命长,不需润滑,但径向尺寸大。可用于潮湿多尘,起动频繁之处。,轮胎式联轴器,5.轮胎式联轴器,结构简单,弹性好,成本低。具有良好的减振和补偿位移的能力。,有弹性元件的挠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。 3) 联轴器强度低、寿命较短。,四、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
6、，要求缓冲、吸振或同轴度不易保证时应选用挠性联轴器。,2）连接两轴相对位移的大小。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，要选用挠性联轴器。,3）工作转速的高低与正、反转变化多的要求。高速运转的轴应选动平衡精度较高的联轴器；正、反转变化多，启动频繁，有较大冲击载荷，安装不易对中的场合考虑采用无弹性元件的挠性联轴器。,1.套筒联轴器 常用于要求径向尺寸紧凑或空间受限制的场合。,2.夹壳联轴器 转动平衡性较差，故常用于低速。,3.凸缘联轴器 传递转矩大，常用于对中精度较高，载荷平稳的两轴连接。,4.十字滑块联轴器 高速时会产生较大的离心力，故常用于轴间径向位移较大的低速传动
7、。,5.齿式联轴器 常用于转速高、载荷大、正反向变化多、起动频繁的重型机械中。,6.万向联轴器 常用于两轴夹角较大或工作中角位移较大的传动，要求转速不宜太高。,一、选择题：1）对于载荷平稳，不发生相对位移，转速稳定且对中性好的两轴宜选用 联轴器。a)刚性凸缘 b)滑块 c)弹性套柱销 d)齿轮2）对于轴线相交的两轴宜选用 联轴器。a)滑块 b)弹性柱销 c)万向 d)套筒。3）对于转速高、转矩小、频繁正反转、需要缓和冲击振动的两轴间连接宜选用 联轴器。a)弹性套柱销 b)万向 c)滑块 d)齿轮4）对于要求有综合位移，外廓尺寸紧凑，传递转矩较大，起动频繁，经常正反转的低速重型机械中常用_联轴器
8、。a)齿轮 b)刚性凸缘 c)轮胎 d)滑块5）对于径向位移较大，转速较低，无冲击的两轴间宜选用_ 联轴器。a)弹性套柱销 b)万向 c)滑块 d)刚性凸缘,6）刚性大，对中性好的轴宜选用 联轴器。7）轴线相交的两轴间的联接宜选用 联轴器。8）正反转多变、起动频繁、冲击大的两轴间的联接宜选用_联轴器。9）转速高、载荷大、正反转多变、起动频繁的两轴间的联接宜选 用 联轴器。,14-3 离合器,离合器按其工作原理可分为啮合离合器和摩擦离合器等。,离合器按其离合方式,又可分为操纵式离合器和自动离合器两种,一、操纵式离合器,1.牙嵌离合器,离合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等,牙嵌离合器的承载能力主要
9、取决于齿根弯曲强度 。对于频繁离合的牙嵌离合器，将产生齿面磨损，常通过限制齿面压强p来控制磨损。即,MPa,MPa,牙嵌离合器结构简单，尺寸小，工作时无滑动，应用广泛。但只宜在两轴不回转或转速差很小时进行离合，否则会因撞击而断齿。,2.摩擦离合器,单盘摩擦离合器,多盘摩擦离合器,圆盘摩擦离合器所传递的最大转矩及作用在摩擦面上的压强分别为,Nmm,MPa,圆锥式摩擦离合器,二、自动离合器,自动离合器是一种能根据机器运动或动力参数的变化而自动完成结合和分离的离合器。,常用的有安全离合器、离心离合器和定向离合器,1.安全离合器,作用是当转矩超过允许数值时能自动分离,销钉式安全离合器,摩擦式安全离合器
10、,2.离心离合器,当主动轴的转速达到某一定值时能自行结合或分离,瓦块式离心离合器,开式离合器主要用于起动装置,闭式离合器主要用作安全装置,当机器转速过高时起安全保护作用。,3.定向离合器,是只能按一个转向传递转矩,反向时自动分离。,这种离合器工作时没有噪声,宜于高速转动,但制造精度要求高。,14-4 制动器,利用摩擦力来减低运动物体的速度或迫使其停止运动的装置。,按着制动零件的结构特征分,有块式、带式、盘式制动器。,一、带式制动器,带式制动器制动轮轴和轴承受力大，带与轮间压力不均匀,从而磨损也不均匀,且易断裂,但结构简单,尺寸紧凑,可以产生较大的制动力矩,常应用。,二、块式制动器,电磁块式制动器起动和开启迅速，尺寸小，重量轻，易于调整瓦块间隙，更换瓦块、电磁铁也方便，但制动时冲击大，电能消耗也大，不宜用于制动力矩大和需要频繁制动的场合。,三、内涨式制动器,这种制动器结构紧凑广泛应用于各种车辆以及结构尺寸受到限制的机械中。,
