第13章-聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器

第13章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器13.1概述13.2聯(lián)軸器13.3離合器13.4制動(dòng)器學(xué)習(xí)和了解聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器的功用；學(xué)習(xí)常本章學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握：常用聯(lián)軸器的組成和類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；常用離合器本章學(xué)習(xí)要求

了解：常用聯(lián)軸器的應(yīng)用場合及其選用，離合器和制動(dòng)器用聯(lián)軸器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用場合及其選用；學(xué)習(xí)常用離合器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用場合；學(xué)習(xí)制動(dòng)器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用場合。的應(yīng)用場合。的組成和類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；制動(dòng)器的類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。13.1概述作用：主要用作軸與軸之間的聯(lián)接，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)方案

聯(lián)軸器特點(diǎn)：停機(jī)時(shí)才能聯(lián)接或分離。聯(lián)軸器離合器作用：在機(jī)器工作中可隨時(shí)使兩軸結(jié)合或分離。特點(diǎn)：隨時(shí)控制啟動(dòng)和停車；控制變速和換檔；過載安全保護(hù)。電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)方案

離合器通過對(duì)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件施加阻力或阻力矩，降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度或迫使機(jī)械迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置。電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)方案

制動(dòng)器制動(dòng)器13.2.1聯(lián)軸器的組成和類型13.2聯(lián)軸器

1.聯(lián)軸器的組成：聯(lián)軸器一般由兩個(gè)半聯(lián)軸器及其聯(lián)接件2.兩軸軸線的相對(duì)偏移組成。兩個(gè)半聯(lián)軸器通常采用鍵分別跟主、從動(dòng)軸相連，再利用聯(lián)接件把兩個(gè)半聯(lián)軸器連接在一起。軸向偏移徑向偏移角向偏移組合偏移兩軸軸線的相對(duì)偏移：引起附加載荷、劇烈振動(dòng)

對(duì)聯(lián)軸器的要求：緩沖減振性能、補(bǔ)償兩軸偏移的能力3.聯(lián)軸器的類型

剛性聯(lián)軸器：無位移補(bǔ)償能力、無緩沖減振性能。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移的能力。載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用。先進(jìn)工業(yè)國家，已淘汰不用剛性聯(lián)軸器。凡被聯(lián)兩軸的同軸度不易保證的場合，都應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器無彈性元件的撓性聯(lián)軸器非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器起動(dòng)安全聯(lián)軸器13.2.2剛性聯(lián)軸器

1.凸緣聯(lián)軸器由一組螺栓連接兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器組成，兩半按對(duì)中方式的不同可分為兩種型式：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用方便，可傳遞的轉(zhuǎn)矩聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸連接。鉸制孔用螺栓對(duì)中凸肩和凹槽構(gòu)成對(duì)中榫來對(duì)中

大，理論上沒有功率損耗，但無緩沖和吸振作用。應(yīng)用：要求對(duì)中精度高、載荷平穩(wěn)的場合。2.套筒聯(lián)軸器由連接兩軸軸端的套筒和連接套筒與軸的鍵或銷組成。采用鍵作周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，緊定螺釘作軸向固定；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，制造方便，但裝拆時(shí)或采用錐銷既作周向固定又作軸向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩，且當(dāng)軸超載時(shí)錐銷會(huì)被剪斷，起安全保護(hù)作用。需作軸向移動(dòng)而不太方便。

應(yīng)用：低速、輕載、工作平穩(wěn)、要求徑向尺寸緊湊或空間受限制的場合。13.2.3無彈性元件的撓性聯(lián)軸器

1.齒式聯(lián)軸器由兩個(gè)具有外齒的套筒和兩個(gè)具有內(nèi)齒的外殼組成。安裝時(shí)兩個(gè)套筒通過過盈配合(或鍵)分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相連，兩個(gè)外殼的凸緣用螺栓相連；套筒的外齒與外殼的內(nèi)齒(齒數(shù)相同)相嚙合來傳遞轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大，能補(bǔ)償適量的綜合位移，應(yīng)用：低速的重型機(jī)械。齒式聯(lián)軸器適應(yīng)速度范圍廣，但鼓形齒制造工藝較復(fù)雜或需專用設(shè)備，制造成本較高。允許徑向位移；允許角位移需要潤滑和密封，齒頂做成球面，齒側(cè)做成鼓形。2.十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和一個(gè)兩端面具有互

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小。轉(zhuǎn)速較高時(shí)，中間滑塊的偏心將產(chǎn)生較大的離心力和磨損，給軸和軸承帶來附加動(dòng)載荷。

應(yīng)用：低速場合，軸的轉(zhuǎn)速一般不超過300r/min。相垂直的凸榫的中間滑塊組成。安裝時(shí)兩個(gè)半聯(lián)軸器通過過盈配合(或鍵)分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相連，中間滑塊上的凸榫與兩半聯(lián)軸器上的凹槽相嵌合而構(gòu)成移動(dòng)副。3.十字軸萬向聯(lián)軸器由兩個(gè)叉形零件1、2和一個(gè)十字形零件3組成。最大缺點(diǎn)：當(dāng)兩軸間有一定角偏移時(shí)，主、從動(dòng)軸的瞬特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便。

應(yīng)用：汽車、拖拉機(jī)、軋鋼機(jī)、機(jī)床、輕工等機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中。時(shí)角速度不相等，常采用雙萬向聯(lián)軸器。13.2.4有彈性元件的撓性聯(lián)軸器1.彈性套柱銷聯(lián)軸器

在結(jié)構(gòu)上和剛性凸緣聯(lián)軸器相似，只是兩半聯(lián)軸器的連特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容

應(yīng)用：沖擊載荷小、啟動(dòng)接不用螺栓而用帶彈性套的柱銷，利用彈性套的彈性變形來補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移。易、裝拆方便、成本較低。彈性套的彈性變形有限，位移補(bǔ)償量不大，緩沖和減振性能不高，彈性套壽命較短。頻繁的中、小功率傳動(dòng)。2.彈性柱銷聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上和彈性套柱銷聯(lián)軸器相似。用尼龍柱銷作為連接

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)更簡單、裝拆方

應(yīng)用：正反向變化多、啟動(dòng)頻繁的高速軸。件。為防止柱銷滑出，在半聯(lián)軸器兩端設(shè)有擋板。靠尼龍柱銷傳遞力并靠其彈性變形補(bǔ)償徑向位移和角位移，安裝時(shí)留間隙以補(bǔ)償軸向位移。便，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力更大。

缺點(diǎn)：耐沖擊能力較低，易老化，尼龍對(duì)溫度較敏感，不宜在高溫下工作，工作溫度范圍控制在－20~70℃。3.輪胎式聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器用鍵與軸相聯(lián)，中間為橡膠制成的特型輪胎

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、彈橡膠輪胎易變形，允許較大的相環(huán)，用止退墊板及螺釘與半聯(lián)軸器相連，通過輪胎傳遞轉(zhuǎn)矩。對(duì)位移，角位移達(dá)5°~12°，軸向位移達(dá)0.01D，徑向位移達(dá)0.02D(D為聯(lián)軸器外徑)。性大、壽命長、不需潤滑，但徑向尺寸大。應(yīng)用：啟動(dòng)頻繁、正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、有振動(dòng)沖擊、軸間相對(duì)位移大以及潮濕多塵之處。其他有彈性元件撓性聯(lián)軸器13.2.5聯(lián)軸器的選擇

1.聯(lián)軸器類型的選擇

選擇原則是使用要求與所選聯(lián)軸器的特性一致。兩軸能精確對(duì)中，且剛性較好的可選剛性聯(lián)軸器，否兩軸軸線要求有一定夾角的，可選萬向聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速較高且有振動(dòng)和沖擊，可選彈性元件撓性聯(lián)軸器。注意：由于類型選擇涉及因素較多，一般可參考以則應(yīng)選具有位移補(bǔ)償能力的無彈性元件的撓性聯(lián)軸器；往使用聯(lián)軸器的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇。2.聯(lián)軸器型號(hào)、尺寸的選擇對(duì)于已標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器，可根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸端的直計(jì)算轉(zhuǎn)矩

例13-1

徑和轉(zhuǎn)速從設(shè)計(jì)手冊(cè)中選定型號(hào)、尺寸。13.3.1離合器的組成和類型

13.3離合器

主要由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、接合元件和操縱部分組1.離合器的組成成。主動(dòng)部分與主動(dòng)軸固連，并裝有接合元件。從動(dòng)部分既可與從動(dòng)軸固連，也可沿從動(dòng)軸做軸向移動(dòng)，并安裝有接合元件。操縱部分控制接合元件的接合與分離。2.離合器的類型按離合的工作原理可分：牙嵌式、摩擦式和電磁式按離合方式不同可分：操縱式和自動(dòng)式按操縱方式分：機(jī)械操縱、電磁操縱、氣動(dòng)和液動(dòng)離合器自動(dòng)式離合器按工作原理可分：超越、離心和安全離合器操縱離合器機(jī)械操縱離合器液動(dòng)操縱離合器氣動(dòng)操縱離合器離合器自動(dòng)離合器電磁操縱離合器離心離合器超越離合器安全離合器13.3.2牙嵌離合器由端面帶牙的兩個(gè)半離合器組成，通過端面上的凸牙傳遞轉(zhuǎn)矩。半離合器1用平鍵與主動(dòng)軸連接，半離合器2裝在從動(dòng)軸上，操縱移動(dòng)滑環(huán)4可使它沿導(dǎo)向平鍵3移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)離合器的接合與分離。三角形牙只適用于傳遞中、小轉(zhuǎn)矩；梯形牙強(qiáng)度較高，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，能補(bǔ)償凸牙磨損后產(chǎn)生鋸齒形牙強(qiáng)度最高，可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，但僅能傳遞單方向的轉(zhuǎn)

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，外廓尺寸小，能傳遞較大轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：兩軸靜止或轉(zhuǎn)速差很小時(shí)的離合。的間隙；矩，反轉(zhuǎn)時(shí)有較大軸向力會(huì)迫使離合器分離。單盤摩擦離合器的主動(dòng)摩擦盤1工作時(shí)，向左施加軸向壓力使13.3.3圓盤摩擦離合器

1.單盤摩擦離合器

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但徑向尺寸大，傳遞有限的轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：轉(zhuǎn)矩2000N·m以下的輕型機(jī)械。兩圓盤的接合面產(chǎn)生足夠的摩擦力以傳遞轉(zhuǎn)矩。與主動(dòng)軸之間通過平鍵和軸肩作周向和軸向定位，并緊配，從動(dòng)磨擦盤2可沿導(dǎo)向平鍵在從動(dòng)軸上移動(dòng)。移動(dòng)滑環(huán)3可使兩盤接合或分離。較多的摩擦接合面能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，接合和分離過2.多盤摩擦離合器

程較平穩(wěn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸較大，成本較高。廣泛用于機(jī)床、汽車及摩托車等機(jī)械中。3.電磁摩擦離合器

4.與牙嵌離合器相比，摩擦離合器具有如下優(yōu)點(diǎn)：在任何不同轉(zhuǎn)速兩軸都可接合；過載時(shí)摩擦面間將發(fā)生打滑，可以防止損壞其他零件；接合平穩(wěn)，沖擊和振動(dòng)較小。13.4.1制動(dòng)器的組成和類型

13.4制動(dòng)器1.制動(dòng)器的組成由制動(dòng)架、制動(dòng)元件和驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成。2.制動(dòng)器的類型按制動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)特征可分：塊式、帶式、盤式制動(dòng)按工作狀態(tài)可分：常閉式和常開式制動(dòng)器。器及磁渦流制動(dòng)器、磁粉制動(dòng)器等；制動(dòng)架是制動(dòng)器其他部分安裝和支承的基礎(chǔ)。制動(dòng)元件是產(chǎn)生制動(dòng)力矩執(zhí)行制動(dòng)的元件。驅(qū)動(dòng)裝置是將作用于制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力放大并傳遞給制動(dòng)元件以實(shí)現(xiàn)緊閘或松閘的裝置。13.4.2瓦塊式制動(dòng)器靠制動(dòng)塊與制動(dòng)輪之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。瓦塊常用金屬(鑄鐵、應(yīng)用：大型絞車，起重機(jī)等設(shè)備中。通電時(shí)，電磁線圈1的吸住銜鐵2，再通過杠桿機(jī)構(gòu)的作用使制動(dòng)塊5松開，機(jī)械便能自由運(yùn)轉(zhuǎn)。斷開電路，電磁線圈釋放銜鐵2，在彈簧4的作用下，通過杠桿使制動(dòng)塊5抱緊制動(dòng)輪6實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。鋼、銅)或非金屬(碳、玻璃)纖維與鐵粉、石墨等材料壓制而成。13.4.3內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器

利用內(nèi)置的制動(dòng)蹄在徑向向外擠壓制動(dòng)輪，產(chǎn)生制動(dòng)制動(dòng)器工作時(shí)，推動(dòng)器4(液壓缸特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，散熱性好，密封容易。應(yīng)用：輪式起重機(jī)，各種車輛等結(jié)構(gòu)尺寸受限的場合。轉(zhuǎn)矩來制動(dòng)。內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器分為單蹄、雙蹄、多蹄等。或氣缸)克服拉簧5的作用使左右制動(dòng)蹄1分別與制動(dòng)輪3相互壓緊，產(chǎn)生制動(dòng)作用。推動(dòng)器卸壓后，拉簧5使兩制動(dòng)蹄與制動(dòng)輪分離松閘。13.4.4帶式制動(dòng)器

利用制動(dòng)帶與制動(dòng)輪之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、