联轴器、万向节、离合器与制动器.ppt

第六章 联轴器、万向节、 离合器与制动器,汽车机械基础,联轴器、离合器、与制动器,联轴器和离合器都是用来联接两轴，使两轴一起转动并传递转矩的装置； 在工作过程中，使两轴始终处于联接状态的称联轴器，可使两轴随时分离或接合的称离合器。 制动器是实现对轴的制动，迫使机器停止运转或降低转速装置。 以上部件大多已标准化、规范化。,第一节 联轴器 第二节 万向节 第三节 离合器 第四节 制动器,目录:,本章教学目标: 1）掌握常用联轴器、万向节、离合器及制动器的主要类型和结构特点； 2）了解联轴器、万向节、离合器及制动器的工作原理及其在汽车中的应用。 3)联轴器、离合器、制动器的选用和维护。,第六章 联轴器、 离合器与制动器,第一节 联轴器,联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩； 具有吸收振动和缓和冲击的能力； 可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用； 用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。,一、联轴器的功用和分类,联轴器的分类：,功用：把两轴联结起来,共同回转并传递动力。此外，有些联轴器还有位置补偿和吸振、缓冲的作用； 分类：,刚性固定式,刚性可移式,刚性联轴器,弹性联轴器,联轴器,弹性套柱销联轴器,弹性柱销连轴器,轮胎连轴器,联轴器的分类：,固定联轴器：要求被联接的两轴中心线严格对中,； 可移式联轴器：允许两轴有一定的安装误差。 弹性联轴器：其中的弹性元件材料不同,能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还有缓冲减震的作用。,位移补偿,联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形、轴承磨损、回转零件不平衡以及温度变化的影响，两轴的轴线往往存在着某种程度的相对位移与偏斜； 联轴器要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿各种偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承设计中引起附加载荷，导致工作情况恶化。,两轴间的相对位移,两轴间的相对位移,二、固定式刚性联轴器,特点: 结构简单,成本低廉； 但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力； 对两轴的对中性要求很高,若两轴线发生相对位移,就会在轴、联轴器和轴承上引起附加载荷； 适用：无冲击、轴的对中性好的场合。,1、套筒联轴器,套筒联轴器,2、凸缘联轴器,凸缘联轴器结构特点：,组成： 两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓； 对中方式： 1、通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接； 2、通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合对中，当尺寸相同时后者传递的转矩较大，且装拆时轴不必作轴向移动。,凸缘联轴器,凸缘联轴器,左图靠预紧普通螺栓在凸缘边接触表面产生的摩擦力传递力矩； 右图用铰制孔螺栓对中，靠螺杆承受挤压与剪切传递力矩。,凸缘联轴器工程实例：,凸缘联轴器特点：,结构简单，传递扭矩大； 传力可靠、对中性好； 拆装简便、应用广泛； 但不具有位移补偿功能； 按标准选用。,3、夹壳式联轴器,二、刚性可移式联轴器,刚性可移式 联轴器,十字滑块联轴器,万向联轴器,齿式联轴器,1.齿式联轴器,齿式联轴器结构特点：,组成： 两个带有内齿及凸缘的外套筒、 两个带外齿的内套筒； 工作原理：,外套筒1,外套筒2,内套筒1,内套筒2,轴1,轴2,键1,键2,螺栓 联接,啮合,啮合,齿式联轴器结构,齿式联轴器特点及应用：,特点： 为能补偿两轴的相对位移，将外齿环的轮齿做成鼓形齿，齿顶做成中心线在轴线上的球面，齿顶和齿侧留有较大的间隙。 通过啮合齿间的顶隙、侧隙，具备有允许两轴间有径向、轴向、角综合位移补偿的功能； 成本高、安装精度高，要润滑； 应用： 广泛用于汽车等大型机械设备中。,2.十字滑块联轴器,十字滑块联轴器结构特点：,由半连轴器1、3和浮动盘2联接在一起,两轴一起转动； 浮动盘的凸榫可在半连轴器的凹槽中滑动； 摩擦较大，要加以润滑。,四、弹性联轴器,常用弹性联轴器,弹性套柱销联轴器,弹性柱销联轴器,1、弹性套柱销联轴器:,弹性套柱销联轴器已标准化（GB4323-84),弹性套柱销联轴器:,结构：在结构上与凸缘联轴器相似，只是用套有橡胶弹性套的注销代替了联接螺栓； 原理：利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移 ； 特点：弹性套柱销连轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。 适用于：载荷平稳，正反转或启动频繁、转速高的中小功率的两轴联接。,弹性套柱销联轴器,2、弹性柱销联轴器,弹性柱销联轴器结构特点：,结构：用弹性柱销将两个半联轴器连接起来，为防柱销脱落，两侧装有挡板； 特点：结构简单，制造安装方便，承载大，吸振好，寿命长； 适用：使用于轴向窜动较大，正反转或启动频繁，转速较高的场合； 由于尼龙柱销对温度较敏感，工作温度限制在-2070的范围内。,弹性柱销联轴器：,弹性柱销联轴器,3、轮胎联轴器,结构：轮胎联轴器是由橡胶或橡胶织物制成轮胎形的弹性元件，通过压板与螺栓和两半联轴器相联，两半联轴器与两轴相连； 特点：这种联轴器因具有橡胶轮胎弹性元件，能缓冲吸振； 适用于：潮湿多尘，冲击大、启动频繁及经常正反转的场合,轮胎联轴器,轮胎联轴器,它的优点是： 弹性强、补偿位移能力大，有良好的阻尼和减振能力，绝缘性能好，运转时没有噪声，而且结构简单、不需要润滑，装拆和维护方便。 其缺点是： 承载能力小，外形尺寸较大，当转矩较大时会因为过大的扭转产生附加轴向载荷。,五、联轴器的选择,包括：类型选择和尺寸选择； 选择联轴器类型时应考虑的主要因素： 被联接两轴的对中性； 转矩的大小和性质； 轴的工作转速； 工作环境、使用寿命和润滑密封条件等。 一般刚性联轴器用于载荷平稳或有轻微冲击的两轴联接； 弹性联轴器可用于两轴线有相对偏移、频繁起动、制动或载荷变化较大的两轴联接 。,联轴器类型的选择,1、对于低速、刚性大的短轴，或当两轴对中准确、工作时两轴线不会发生相对位移时，可选择刚性固定式联轴器； 2、对于低速、刚性小的长轴，或当两轴的轴线有相对偏移，或基础与机架的刚性较差，工作时不能保证两轴线精确对中时，可选择刚性可移式联轴器； 3、对于有一定轴向位移和角偏移时，可选择弹性套柱联销联轴器； 4、对于有较大轴向位移和角偏移时，可选择弹性柱销连轴器； 5、对于有一定轴向位移和较大角偏移时，可选择轮胎式联轴器。,联轴器尺寸选择：,根据机器的工作情况选定连轴器的类型之后，应根据所传递的计算转矩TC、转速n和被联接轴的直径d，从有关的标准中选择具体的型号和结构尺寸； 计算转矩：Tc=KAT （KA工作情况系数，T工作转矩） 必要时对易损件进行校核计算。,第二节：万向节,是一种用以传递变夹角的相交两轴之间的运动的装置（联轴器）； 这种机构广泛地应用于汽车、机床、轧钢等机械设备中。,万向节的结构特点：,结构：由一个十字轴、两个万向节叉、四个滚针轴承组成； 所有转动副的回转中心（轴线）交于一点O，两轴间的夹角为； 特点：结构简单，效率高，允许相邻两轴的夹角为150200。,万向节的不等速性：,当轴旋转一周时，轴也将随之转一周，即两轴的平均传动比为1； 但是，两轴的瞬时传动比却不恒为1，而是作周期性变化的；,图,13,-,1,万向节的不等速性：,万向节的这种特性称作瞬时传动比的不均匀性； 结论：就单个万向节而言，在输入轴与输出轴之间有夹角时，两轴的角速度不相等，即万向节有不等速性； 两轴间的夹角越大，从动轴速度波动越明显； 故应300。,为了完全消除上述万向节中从动轴变速传动的缺点，常将两个万向节成对串联使用； 例如： 汽车传动轴,传动轴,双万向节,双万向节应满足条件：,为了使该机构能获得恒定的传动比，机构要满足如下三个条件： （1）主动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。 （2）主动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等 ： 。 （3）中间轴两端的叉面应位于同一平面内,双万向节,第三节 离合器,一、离合器的功用和分类 功用: 离合器同联轴器一样，主要用于轴和轴之间的联接，使它们一起回转并传递力矩； 在机器的运转或停车过程中可随时接合或分离，而且迅速可靠，达到操纵传动系统的断续，以便进行变速及换向等 ； 而联轴器须在机器停止运转后，经拆卸才能分离联接的两轴。,离合器要求和分类：,离合器的基本要求： 操纵方便而且省力，结合和分离迅速平稳，动作准确，结构简单，维修方便，使用寿命长等； 离合器按其工作原理可分为： 牙嵌式、摩擦式和电磁式三类。,牙嵌式离合器,由两个端面带牙的半离合器所组成； 两个半离合器固联在主动轴上，半离合器用导键（或花键）与从动轴联接； 通过操纵机构使离合器沿导键作轴向运动，两轴靠两个半离合器端面的牙嵌合来联接。,牙嵌式离合器特点：,牙嵌离合器结构简单，外廓尺寸小，接合后所联接的两轴不会发生相对转动； 宜用于主、从动轴要求完全同步的轴系。,二、摩擦离合器,工作原理：摩擦离合器是靠工作面上的摩擦力矩来传递力矩的； 特点：在接合过程中由于接合面的压力是逐渐增加的，故能在主、从动轴有较大的转速差的情况下平稳地进行接合； 过载保护作用：过载时，摩擦面间将发生打滑，从而避免其它零件的损坏。,1、单片摩擦离合器,单片摩擦离合器原理特点：,通过操纵机构在可移动的从动盘上施加轴向压力FA（弹簧、液压缸或电磁吸力等），使两盘压紧，产生摩擦力来传递转矩，控制两轴的动力的接合和分离； 结构简单传递扭矩小； 适用于轻型机械上。,2、多片摩擦离合器,多片摩擦离合器,多片摩擦离合器,多片摩擦离合器原理特点：,外壳通过花键与一组外摩擦片，联接在一起；套筒也通过花键与另一组内摩擦片联接在一起； 工作时，向左移动滑环，通过杠杆、压板使两组摩擦片压紧，离合器处于接合状态。若向右移动滑环时，摩擦片被松开，离合器实现分离。 可传递大的扭矩，但结构复杂； 适用于中、重型汽车等机械。,第四节 制动器,作用：制动器是利用摩擦力矩来降低机器转速或使其停止运动的装置； 是机器中的不可或缺的安全装置； 制动器应满足的基本要求是： 能产生足够大的制动力矩，制动平稳、可靠，操纵灵活、方便，散热好，体积小，有好的耐磨性。,一、抱块式制动器,制动,n,运转,抱块式制动器分为：,按制动时的通电状态分： 常闭式： 通电时松闸，断电时制动，经常处于闭合状态； 用于制动频繁场合； 常开式： 通电时制动，断电时松闸，经常处于闭开状态； 常用于车辆的制动（如ABS）。,2、内涨蹄式制动器,1、3制动蹄 2、泵 4、销轴 5、摩擦片 特点： 结构紧凑、制动力大。,三、带式制动器,带式制动器,复习与小结,本章要求掌握： 1)联轴器、万向节、离合器与制动器的工作原理及其结构特点。 2)常用的轴器、万向节、离合器与制动器的分类及其适用场合。 3）十字万向节不等速性的形成原因及其性能的差别。 4）联轴器的相关参数及其选用原则。,复习思考题与习题,6-1 试说明联轴器和离合器在轴联接中起到什么作用？