机械设计基础第17章联轴离合制动器

机械设计基础第17章联轴离合制动器,是本科学院非常详细的授课课件。自学的网友不妨好好看看,值得收藏。

第17章 联轴器、离合器和制动器§17-1 §17-2 §17-3 §17-4 §17-5 §17-6 §17-7 §17-8 §17-9 联轴器、离合器的类型和应用 固定式刚性联轴器 可移动刚性联轴器 弹性联轴器 牙嵌式离合器 摩擦离合器 磁粉离合器 定向离合器 制动器东莞理工学院田君

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§17-1

联轴器、离合器的类型和应用

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。 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： 固定式联轴器 刚性联轴器 移动式联轴器 联轴器 弹性联轴器 牙嵌式离合器 摩擦式离合器 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。 东莞理工学院田君

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联轴器、离合器大都已经标准化了，可直接选用。 工作条件=>选类型 转矩 =>确定型号与规格 转速 轴径 T为名义转矩； 计算转矩： Tc=KAT K 为工作情况系数；A

表17-1 工作情况系数KA工 作 机发电机、小型通风机、小型离心机 透平压缩机、木工机械、输送机 搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 织布机、水泥搅拌机、拖拉机东莞理工学院田君 挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械

原动机为电动机时1.3 1.5 1.7 1.9 2.3

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§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 ---靠铰制孔螺栓对中。 型式： 有对中榫的凸缘联轴器 ---靠榫头对中。绞制孔螺栓设计：潘存云

普通螺栓

对中榫

设计：潘存云

普通凸缘联轴器

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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。

材料：一般用铸铁、当重载或 V≥30 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 。 90 设计：潘存云

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§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。

两轴线的相对位移: 轴向、径向、角度、综合。

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。

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。 x设计：潘存云

y设计：潘存云

轴向设计：潘存云

x设计：潘存云

y

α东莞理工学院田君

α

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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：α≤30’ 腰鼓齿：α≤3 设计：潘存云

设计：潘存云

α

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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

设计：潘存云

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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。 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。y α

设计：潘存云

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：α≤30’, y东莞理工学院田君 ≤0.04d,v≤300 r/min

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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。

α设计：潘存云

设计：潘存云

单万向联轴器东莞理工学院田君

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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， 轴间角为 ： α=0~45 α

运动分析： 两轴平均传动比为1,但 瞬时传动比是动态变化的。在图示位置I, 以轴1为参考 系，对A点有 ： vA1 = rω1

设计：潘存云

r’

A

以轴2为参考系，对A点有 ： vA2 = r’ω’2 = r cosαω’ 2 显然有 ： vA1 = vA2 东莞理工学院田君

ω1

α r设计：潘存云

BA

αω'2

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代入得： ω1 =cosαω’2

r

ω’2 〉ω1在图示位置II, 以轴2为参考 系，对B点有 ： vB2 = rω”2 以轴1为参考系，对B点有 ： vB1 = r”ω1 = ω1 r cosα 同样有 ： vB1 = vB2 代入得： ω’’2=ω1 cosα

ω1

B A

α

r”

设计：潘存云

αω"2

B

=>ω”2 <ω1ω1 cosα

其它位置： ω1cos α ≤ ω2 ≤东莞理工学院田君

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2.双万向铰链机构 为了消除从动轴变速转动的缺点，常 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： ①主动、从动、中间三轴共面； ②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等； ③中间轴两端的叉面应在同一平面内。 α1 C设计：潘存云

2

α

α

1 C设计：潘存云

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2 α

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3. 小型双万向联轴器 结构如图所示，通常采用合金钢制造。A

α设计：潘存云 设计：潘存云

αA

αA--A

模型演示东莞理工学院田君

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§17-4

弹性联轴器

一、弹性套柱销联轴器 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。

圆柱孔设计：潘

存云

设计：潘存云

圆锥孔 预留间隙以补偿 轴向位移。

c

A

东莞理工学院田君 预留安装空间以便与更换橡胶套

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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。 结构简单、更换柱销方便。 两种柱销 特点：上述两种联轴器的动力通过弹性 尼龙销 元件传递，缓和冲击、吸收振动。 挡板 应用：适用于正反向变化多，启动 频繁的高速轴。 适用范围：-12 ≤t≤60 , v≤8000 r/min设计：潘存云

能补偿较大的轴向位移，并允 许微量的径向位移和角位移。 销与挡板之 东莞理工学院田君 间留有间隙

c

c

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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。 适用范围： 5 ≤α≤12 , x≤0.02D y≤0.01D, n≤5000 r/min

设计：潘存云

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。 止退垫板东莞理工学院田君

轮胎环

D

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§17-5

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。固定套筒 活动套筒 滑环

设计：潘存云

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对中环

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牙型

三角形 梯 形 锯齿形

----传递中小转矩、牙数为16~60 ----传递较大转矩、牙数为3~15

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。30 ~40 60 2 ~8 2 ~8 东莞理工学院田君

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