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1、第12章 联轴器、离合器和制动器,12.1 概 述,12.2 联轴器,12.3 离合器,12.4 制动器,学习和了解联轴器、离合器和制动器的功用；学习常,本章学习目标,掌握：常用联轴器的组成和类型及其结构特点；常用离合器,本章学习要求,了解：常用联轴器的应用场合及其选用，离合器和制动器,用联轴器的类型、结构特点和应用场合及其选用；学习常,用离合器的类型、结构特点和应用场合；学习制动器的类,型、结构特点和应用场合。,的应用场合。,的组成和类型及其结构特点；制动器的类型及其结构,特点。,12.1 概 述,作用：主要用作轴与轴之间的联接，以传递运动和转矩。,电动卷扬机传动方案,联轴器,特点：停机时才
2、能联接或分离。,离合器,作用：在机器工作中可随时使两轴结合或分离。,特点：随时控制启动和停车；控制变速和换档；过载,安全保护。,电动卷扬机传动方案,通过对机械的运动部件施加阻力或阻力矩，降低机,械运转速度或迫使机械迅速停止运转的机械装置。,电动卷扬机传动方案,制动器,12.2.1 联轴器的组成和类型,12.2 联轴器,1. 联轴器的组成：联轴器一般由两个半联轴器及其联接件,2. 两轴轴线的相对偏移,组成。两个半联轴器通常采用键分别跟主、从动轴相连，,再利用联接件把两个半联轴器连接在一起。,轴向偏移,径向偏移,角向偏移,组合偏移,两轴轴线的相对偏移：引起附加载荷、剧烈振动,对联轴器的要求：缓冲减
3、振性能、补偿两轴偏移的能力,3. 联轴器的类型,刚性联轴器：无位移补偿能力、无缓冲减振性能。,挠性联轴器：具有一定的补偿两轴相对偏移的能力。,载荷平稳、转速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小,的情况下，才可选用。,先进工业国家，已淘汰不用刚性联轴器。,凡被联两轴的同轴度不易保证的场合，都应选用挠性联轴器。,刚性联轴器,挠性联轴器,无弹性元件的挠性联轴器,非金属弹性元件的挠性联轴器,金属弹性元件的挠性联轴器,联轴器,安全联轴器,起动安全联轴器,12.2.2 刚性联轴器,1. 凸缘联轴器,由一组螺栓连接两个带凸缘的半联轴器组成，两半,按对中方式的不同可分为两种型式：,特点：结构简单，成本低，使用
4、方便，可传递的转矩,联轴器分别用键与两轴连接。,铰制孔用螺栓对中 凸肩和凹槽构成对中榫来对中,大，理论上没有功率损耗，但无缓冲和吸振作用。,应用：要求对中精度高、载荷平稳的场合。,2. 套筒联轴器,由连接两轴轴端的套筒和连接套筒与轴的键或销组成。,采用键作周向固定并传递转矩，紧定螺钉作轴向固定；,特点：结构简单，径向尺寸小，制造方便，但装拆时,或采用锥销既作周向固定又作轴向固定，并传递转矩，且,当轴超载时锥销会被剪断，起安全保护作用。,需作轴向移动而不太方便。,应用：低速、轻载、工作平稳、要求径向尺寸紧凑或,空间受限制的场合。,12.2.3 无弹性元件的挠性联轴器,1. 齿式联轴器,由两个具有
5、外齿的套筒和两个具有内齿的外壳组成。安装,时两个套筒通过过盈配合(或键)分别与主动轴和从动轴相连，,两个外壳的凸缘用螺栓相连；套筒的外齿与外壳的内齿(齿数,相同)相啮合来传递转矩。,特点：结构紧凑、承载能力大，能补偿适量的综合位移，,应用：低速的重型机械。,齿式联轴器,适应速度范围广，但鼓形齿制造工艺较复杂或需专用设备，制,造成本较高。,需要润滑和密封，齿顶做成球面，齿侧做成鼓形。,2. 十字滑块联轴器,由两个端面上开有凹槽的半联轴器和一个两端面具有互,特点：结构简单，径向尺寸小。转速较高时，中间滑块的偏,心将产生较大的离心力和磨损，给轴和轴承带来附加动载荷。,应用：低速场合，轴的转速一般不超
6、过300 r/min。,相垂直的凸榫的中间滑块组成。安装时两个半联轴器通过过,盈配合(或键)分别与主动轴和从动轴相连，中间滑块上的凸,榫与两半联轴器上的凹槽相嵌合而构成移动副。,3. 十字轴万向联轴器,由两个叉形零件1、2和一个十字形零件3组成。,最大缺点：当两轴间有一定角偏移时，主、从动轴的瞬,特点：结构紧凑，维护方便。,应用：汽车、拖拉机、轧钢机、机床、轻工等机械的,传动系统中。,时角速度不相等，常采用双万向联轴器。,12.2.4 有弹性元件的挠性联轴器,1. 弹性套柱销联轴器,在结构上和刚性凸缘联轴器相似，只是两半联轴器的连,特点：结构简单、制造容,应用：冲击载荷小、启动,接不用螺栓而用
7、带弹性套的柱销，利用弹性套的弹性变形来,补偿两轴间的相对位移。,易、装拆方便、成本较低。弹性,套的弹性变形有限，位移补偿量,不大，缓冲和减振性能不高，弹,性套寿命较短。,频繁的中、小功率传动。,2. 弹性柱销联轴器,在结构上和弹性套柱销联轴器相似。用尼龙柱销作为连接,优点：结构更简单、装拆方,应用：正反向变化多、启动频繁的高速轴。,件。为防止柱销滑出，在半联轴器两端设有挡板。靠尼龙柱销,传递力并靠其弹性变形补偿径向位移和角位移，安装时留间隙,以补偿轴向位移。,便，传递转矩的能力更大。,缺点：耐冲击能力较低，易,老化，尼龙对温度较敏感，不宜,在高温下工作，工作温度范围控,制在2070。,3. 轮
8、胎式联轴器,两半联轴器用键与轴相联，中间为橡胶制成的特型轮胎,特点：结构简单、使用可靠、弹,橡胶轮胎易变形，允许较大的相,环，用止退垫板及螺钉与半联轴器相连，通过轮胎传递转矩。,对位移，角位移达512，轴向,位移达0.01D，径向位移达0.02D(D为,联轴器外径)。,性大、寿命长、不需润滑，但径向尺,寸大。,应用：启动频繁、正反向运转、,有振动冲击、轴间相对位移大以及潮,湿多尘之处。,其他有弹性元件挠性联轴器,12.2.5 联轴器的选择,1. 联轴器类型的选择,选择原则是使用要求与所选联轴器的特性一致。,两轴能精确对中，且刚性较好的可选刚性联轴器，否,两轴轴线要求有一定夹角的，可选万向联轴器
9、；,转速较高且有振动和冲击，可选弹性元件挠性联轴器。,注意：由于类型选择涉及因素较多，一般可参考以,则应选具有位移补偿能力的无弹性元件的挠性联轴器；,往使用联轴器的经验进行选择。,2. 联轴器型号、尺寸的选择,对于已标准化的联轴器，可根据计算转矩、轴端的直,计算转矩,例 13-1,径和转速从设计手册中选定型号、尺寸。,12.3.1 离合器的组成和类型,12.3 离合器,主要由主动部分、从动部分、接合元件和操纵部分组,1. 离合器的组成,成。主动部分与主动轴固连，并装有接合元件。从动部分,既可与从动轴固连，也可沿从动轴做轴向移动，并安装有,接合元件。操纵部分控制接合元件的接合与分离。,2. 离合
10、器的类型,按离合的工作原理可分： 牙嵌式、摩擦式和电磁式,按离合方式不同可分： 操纵式和自动式,按操纵方式分： 机械操纵、电磁操纵、气动和液动离合器,自动式离合器按工作原理可分： 超越、离心和安全离合器,操纵离合器,机械操纵离合器,液动操纵离合器,气动操纵离合器,离合器,自动离合器,电磁操纵离合器,离心离合器,超越离合器,安全离合器,12.3.2 牙嵌离合器,由端面带牙的两个半离合器组成，通过端面上的凸牙,传递转矩。半离合器1用平键与主动轴连接，半离合器2装,在从动轴上，操纵移动滑环4可使它沿导向平键3移动，以,实现离合器的接合与分离。,三角形牙 只适用于传递中、小转矩；,梯形牙 强度较高，能
11、传递较大的转矩，能补偿凸牙磨损后产生,锯齿形牙 强度最高，可传递较大转矩，但仅能传递单方向的转,特点：结构简单，外廓尺寸小，能传递较大转矩。,应用：两轴静止或转速差很小时的离合。,的间隙；,矩，反转时有较大轴向力会迫使离合器分离。,单盘摩擦离合器的主动摩擦盘1,工作时，向左施加轴向压力使,12.3.3 圆盘摩擦离合器,1. 单盘摩擦离合器,特点：结构简单，散热性好，,但径向尺寸大，传递有限的转矩。,应用：转矩2000Nm以下的轻型机械。,两圆盘的接合面产生足够的摩擦力,以传递转矩。,与主动轴之间通过平键和轴肩作周向,和轴向定位，并紧配，从动磨擦盘2,可沿导向平键在从动轴上移动。移动,滑环3可使
12、两盘接合或分离。,较多的摩擦接合面能传递较大的转矩，接合和分离过,2. 多盘摩擦离合器,程较平稳，但结构复杂，轴向尺寸较大，成本较高。广泛,用于机床、汽车及摩托车等机械中。,3. 电磁摩擦离合器,4. 与牙嵌离合器相比，摩擦离合器具有如下优点：,在任何不同转速两轴都可接合；,过载时摩擦面间将发生打滑，可以防止损坏其他零件；,接合平稳，冲击和振动较小。,12.4.1 制动器的组成和类型,12.4 制动器,1. 制动器的组成,由制动架、制动元件和驱动装置三部分组成。,2. 制动器的类型,按制动零件的结构特征可分：块式、带式、盘式制动,按工作状态可分：常闭式和常开式制动器。,器及磁涡流制动器、磁粉制
13、动器等；,制动架是制动器其他部分安装和支承的基础。,制动元件是产生制动力矩执行制动的元件。,驱动装置是将作用于制动器的驱动力放大并传递给,制动元件以实现紧闸或松闸的装置。,12.4.2 瓦块式制动器,靠制动块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。,瓦块常用金属(铸铁、,应用：大型绞车，起重机等设备中。,通电时，电磁线圈1的吸住衔铁2，再通过杠杆机构的,作用使制动块5松开，机械便能自由运转。断开电路，电,磁线圈释放衔铁2，在弹簧4的作用下，通过杠杆使制动块,5抱紧制动轮6实现制动。,钢、铜)或非金属(碳、玻璃),纤维与铁粉、石墨等材料压,制而成。,12.4.3 内张蹄式制动器,利用内置的制动蹄在径向向
14、外挤压制动轮，产生制动,制动器工作时，推动器4(液压缸,特点：结构紧凑，散热性好，密封容易。,应用：轮式起重机，各种车辆等结构尺寸受限的场合。,转矩来制动。,内张蹄式制动器分为单蹄、双蹄、多蹄等。,或气缸)克服拉簧5的作用使左右制动,蹄1分别与制动轮3相互压紧，产生制,动作用。推动器卸压后，拉簧5使两,制动蹄与制动轮分离松闸。,12.4.4 带式制动器,利用制动带与制动轮之间的摩擦力实现制动。,特点：结构简单、紧凑、,应用：中小型起重、运输机械和人工操纵的场合。,带式制动器分简单带式、差动带式和综合带式。,当施加外力于制动杠杆上时，利用杠杆作用使制动带,抱住制动轮产生摩擦力达到制动的目的。,包角大(可超过2)、制动力,矩大。但制动轮轴受较大的弯,曲作用力，制动带的压强和磨,损不均匀，且受摩擦系数变化,的影响大，散热差。,本章知识结构框图,本章知识结构框图,常用联轴器的组成和类型及其结构特点,本章重要知识点,常用制动器的组成和类型及其结构特点,常用离合器的组成和类型及其结构特点,
