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1、17-1 联轴器、离合器的类型和应用 17-2 固定式刚性联轴器 17-3 可移动刚性联轴器 17-4 弹性联轴器 17-5 牙嵌式离合器 17-6 摩擦离合器第17章 联轴器、离合器和制动器17-7 磁粉离合器 17-8 定向离合器 17-9 制动器17-1 联轴器、离合器的类型和应用工作特点：联轴器用于刚性静态联接；而离合器则用于两轴之间的动态联接。 分类：弹性联轴器刚性联轴器固定式联轴器移动式联轴器作用：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。联轴器牙嵌式离合器离合器摩擦式离合器 电磁离合器 自动离合器应用实例：手腕驱动机构、汽车后桥驱动、车辆启停等。联轴器、离合器大都已
2、经标准化了，可直接选用。 工作条件=选类型 转矩 转速 轴径=确定型号与规格计算转矩：Tc=KATKA为工作情况系数；T为名义转矩 ；表17-1 工作情况系数KA工 作 机 原动机为电动机时发电机、小型通风机、小型离心机 1.3 透平压缩机、木工机械、输送机 1.5 搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 1.7 织布机、水泥搅拌机、拖拉机 1.9 挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 2.3设计：潘存云设计：潘存云17-2 固定式刚性联轴器 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。普通凸缘联轴器绞制孔螺栓 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
3、头对中。普通螺栓 对中榫 设计：潘存云制造与安装要求：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。90材料：一般用铸铁、当重载或 V30 m/s时，用铸钢或锻钢 。 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 。设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云yx 两轴线的相对位移:轴向、径向、角度、综合。 17-3 可移动刚性联轴器由于制造、安装或工作时零件的变形等原因，被联接的两轴不一定度能精确对中，因 此会出现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移，或其组合。联接特点：构成动联接，具有一个或几个方向的活动度。能补偿两轴的相对位移。
4、 xy轴向如果联轴器没有适应这种相对位移的能力就会在联轴器、轴和轴承中引起附加载荷，甚至引起强烈振动。设计：潘存云设计：潘存云一、齿式联轴器 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 。功用：能补偿轴不对中和偏斜。工作范围：正常齿：30 腰鼓齿：3 设计：潘存云设计：潘存云优点：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。设计：潘存云二、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。
5、 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, y0.04d，v300 r/min y设计：潘存云设计：潘存云三、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。单万向联轴器设计：潘存云设计：潘存云vA1 = r1结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链 与中间的“十字形”构件相联，“十字形”构件的中心位 于两轴交点处，运动分析：两轴平均传动比为1，但 瞬时传动比是动态变
6、化的 。在图示位置I, 以轴1为参考 系，对A点有 ： 以轴2为参考系，对A点有 ：vA2 = r2A2A1Brr= r cos 2 显然有 ： vA1 = vA2 =045轴间角为 ：设计：潘存云r”其它位置：代入得：1BBA “2在图示位置II, 以轴2为参考 系，对B点有 ： vB2 = r”2以轴1为参考系，对B点有 ： vB1 = r”1= 1 r cos 同样有 ： vB1 = vB2 r代入得：2=1 cos2 1=”2 11 cos1cos 2 1 =cos2 设计：潘存云设计：潘存云2.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
7、、中间三轴共面；主动轴、从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。C2121C为了消除从动轴变速转动的缺点，常设计：潘存云 设计：潘存云3. 小型双万向联轴器结构如图所示，通常采用合金钢制造。AAA-AAAAA模型演示设计：潘存云设计：潘存云一、弹性套柱销联轴器17-4 弹性联轴器结构特点：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。预留安装空间以便与更换橡胶套 A预留间隙以补偿 轴向位移。c圆柱孔圆锥孔设计：潘存云二、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。尼龙销挡板cc销与挡板之 间留有间隙结构简单、更换柱销方
8、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：-12t60，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。两种柱销设计：潘存云三、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： 512， x0.02D y0.01D， n5000 r/min 轮胎环D止退垫板设计：潘存云17-5 牙嵌式离合器结构：由端面带牙的
9、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。 牙型3040282860三角形 梯 形 锯齿形-传递中小转矩、牙数为1660-传递较大转矩、牙数为315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。特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。 材料： 低碳合金钢：20Cr 、 20MnB。 渗碳淬火后牙面硬度：5662 HRC;中碳合金钢：40Cr 、 45MnB。 表面淬火后牙面硬度：4858 HRC;承载能力：取决于齿根的
10、弯曲强度: hKAT zWD0b= b 2KAT zD0ahp = p W-齿根弯曲截面系数；D0-牙平均直径；a-牙的宽度。D0a h式中：h为牙齿高度；z为牙齿数；设计：潘存云17-6 摩擦离合器123一、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。 缺点：结合过程中不可避免出现打滑 ，引起磨损和发热；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；Fa213FaRf设计：潘存云主动摩擦片 杠杆滑环工作原理：
11、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。 调整螺母被动摩擦片二、多片式圆盘摩擦离合器结构特点： 多个摩擦片叠加在一起；摩擦片材料：淬火钢片、压制石棉片。 摩擦片数量z传递扭矩T 但z过大将使各层间压力不均匀，一般取: z=1215摩擦扭矩:Tmax= z Fa f Rfz Fa f (D1 +D2)=4 KA T 4 Fap =(D1 +D2)表面压强:p D1D2有润滑剂 无润滑剂 p/ MPa表17-2 常用摩擦片材料的 f 和 p摩擦片材料f 圆盘摩擦离合器铸铁铸铁或钢 0.050.06 0.15 0.2 0.250.30淬火钢淬火钢 0.050.06
12、0.18 0.60.8青铜钢或铸铁 0.08 0.17 0.18 0.40.5压制石棉钢或铸铁 0.12 0.3 0.5 0.200.30对于频繁启动的离合器，可将表中p降低1530%。类型反应敏捷，但摩擦片易磨损。油式磨擦离合器干式磨擦离合器磨损轻微、寿命长、并能在繁重的条件下运转。设计：潘存云设计：潘存云离合器的操纵方式机械力 电磁力 气动力 液压力810 三、圆锥式摩擦离合器结构：锥台表面为摩擦接触面。 优点：由于采用了槽面摩擦原理 ，因此只需要很小的操纵力即能 使离合器传递较大的转矩。 缺点： 径向尺寸较大，不如多盘式紧凑。设计：潘存云17-7 磁粉离合器结构：由转子轴、左右轮辐、励磁
13、线圈、磁粉等组成。 工作原理：通电后磁粉被磁化，彼此相互吸引聚集，依 靠磁粉的结合力以及磁粉与两工作面之间的摩擦力拉传 递转矩。 输出磁粉性能要求： 导磁率高、剩磁小、流 动性好、耐磨、耐热、 不烧结性。 输入磁粉材料： 铁钴镍、铁钴钒等合金粉，加入少量二硫化钼。 形状为球形或椭球形，颗粒直径为：2070 m。 优点： 1）励磁电流 I 与转矩T呈线性关系、转矩调节简单而且精确，调节范围宽。 2) 可用作恒张力控制，是造纸机、纺织机、印刷机、绕线机等的理想装置。 3) 若将主动件固定，则可作制动器使用。 缺点：相对而言比较笨重。 4) 操纵方便、离合平稳、工作可靠。 设计：潘存云当外环反向转动
14、时，则带动滚 柱克服弹簧力而滚到楔形空间 的宽敞位置，离合器处于分离 状态。结构：由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。工作原理： 当外环逆时钟转动时，以摩擦 力带动滚柱向前滚动，进一步 楔紧内外接触面，从而驱动星 轮一起旋转。 一、滚柱式定向离合器 17-8 定向离合器滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。设计：潘存云结构：由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。二、楔块式定向离合器 优点：楔块曲率半径大，装 入数量多，相同尺寸时传递 的转矩更大。缺点：高速运转时有较大磨 损，寿命较短。工作原理： 内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内 环接触，并力图使楔块绕自身作逆时钟方向偏摆。当 外环顺时钟方向旋转时，楔块克服弹簧力而作顺时钟 方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结 合状态。反向时斜块松开而成分离状态。 设计：潘存云17-9 制 动 器结构：由瓦块、制动轮等零件组成。
