1、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; 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 ;第 10章 联轴器、离合器、制动器联轴器和离合器种类繁多 , 在
2、选用标准件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 。 一、联轴器所联两轴的相对位移两轴线的相对位移 : 轴向、径向、角度、综合。 制造误差安装误差受力变形被联接的两轴不能精确对中10.1 联轴器二、 联轴器 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1、凸缘 联轴器 结构: 半联轴器通过键与轴相联,用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。
3、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。一、刚性 联轴器 制造与安装要求 :半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直,安装时应使两轴精确对中。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 。结构:用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定螺钉来实现轴向固定。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 。2、 套筒 联轴器 应用:用于低速传动轴,常用于垂直传动轴的联接。3、 夹壳 联轴器 结构:将套筒做成剖分夹壳结构,通过拧紧螺栓产生的预紧力使两夹壳与轴
4、联接,并依靠键以及夹壳与轴表面之间的摩擦力来传递扭矩。特点:无需沿轴向移动即可方便装拆,外形复杂且不易平衡,高速旋转时会产生离心力 。( 1) 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, v300 r/min 二、挠性联轴器 1、无弹性元件联轴器( 2) 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
5、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。(3)齿式联轴器功用 :能补偿轴不对中和偏斜。工作范围 :正常齿: 30 腰鼓齿: 3 结构: 两个有内齿的外壳,两个有外齿的套筒,两者齿数相同,外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接,两外壳用螺栓联接。两端密封,空腔内储存润滑油。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。(4)链条 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。优点 :结构简
6、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。(5)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。双万向联轴器结构如图所示,通常采用合金钢制造。(1)弹性套柱销联轴器2、 有弹性元件联轴器结构特点:外观与凸缘联轴器相似,用带橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器。(2)弹性柱销联轴器结构: 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
7、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 t6 0,v8000 r/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。(3)轮胎式弹性联轴器结构 :中间为橡胶制成的轮胎环,用止退垫板与半联轴器联接。特点 :结构简单、易于变形。允许较大的综合 hdv x位移 。应用 : 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。适用范围:5 12 , x0.02D y0.01D , n5000 r/min (4)梅花形弹性联轴器工作温度: -35+80 ,传递扭矩:
8、T=1625000 N.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。A-AAA(5)膜片联轴器结构:弹性元件为多个环形金属薄片叠合而成的膜片组,膜片圆周上有若干个螺栓孔 。 用铰制孔螺栓交错间隔与半联轴器联接。特点:结构简单、弹性元件的联接之间没有间隙,不需要润滑,维护方便、质量小、对环境的适应性强。但扭转减振性能差。应用:主要用于载荷平稳的高速传动。如直升机尾翼轴。安全联轴器离合器 1三、安全联轴器作用:当工作转矩超过机器允许的极限转矩时,联接件将发生折断、脱开或 打滑,从而使从动轴自动停止转动,以保护机
9、器中的重要零件不致损坏。剪切销安全联轴器:安全联轴器 断开联接后不能自动恢复工作能力。双剪式销钉装在经过淬火的钢套内,过载时即被剪断。单剪式选择 1四、联轴器的选择大多数联轴器已经标准化或规格化,一般机械设计者的任务是选用联轴器,选用的基本步骤为:选择联轴器的类型计算联轴器的计算转矩进行必要的承载能力校核规定部件相应的安装精度协调轴孔直径校核最大转矩确定联轴器的型号选择 2选择联轴器的类型应全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等,结合常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴器的类型。计算联轴器的计算转矩KA为工作情况系数。T为联轴器所传递的公称转矩。选择 35进行必要的校核确定
10、联轴器的型号按 Tca T, 由联轴器标准确定联轴器型号, T为联轴器的许用转矩。校核最大转速被联接轴的转速 n, 不应超过联轴器许用的最高转速 nmax,即:nnmax联轴器除了要满足转矩和转速的要求外,必要时还应对联轴器中的零件进行承载能力校核,如对非金属元件的许用温度校核等。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;10.2 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
11、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。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。 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 232、摩擦式离合器( 1)单片式圆盘 摩擦离合器摩擦扭矩 : Tmax=Fa f Rf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;Fa1Rf缺点: 结合过程中不可避免出现打滑,引起磨损和发热;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。 (2) 多片式圆盘 摩擦离合器结构特点:多个摩擦片叠加在一起