第17章联轴器与离合器和制动器aa

第17章联轴器、离合器和制动器17.1概述17.2刚性联轴器17.3无弹性元件挠性联轴器17.4非金属弹性元件挠性联轴器17.5牙嵌离合器17.6摩擦离合器17.7自动离合器17.8制动器1.功用:离合器:在机器运转时,可使两轴随时接合或分离,用以控制传动系统的断续。在机器运转时，两轴不能分离，只有停车后将联接拆开后，两轴才能分离。2.区别:

实现轴与轴的联接,并用以传递运动和动力,有时也可用作安全装置。(一)联轴器与离合器的功用及区别17.1概述联轴器:制动器利用摩擦阻力矩来消耗机器运动部件的动能，以降低机器的速度或迫使其停止运转。(二）分类能补偿两轴的相对位移不能补偿两轴相对位移不能缓和冲击吸收振动联轴器分类:1.刚性联轴器－2.挠性联轴器－无弹性元件金属弹性元件非金属弹性元件离合器分类:主要分牙嵌式和摩擦式两类。电磁离合器和自动离合器缓和冲击吸收振动弹性联轴器

(多为标准件)1.选择类型：依据工作要求，两轴对中性等。2.根据轴的直径d，n，T从标准中选型号(定尺寸)。3.强度校核(薄弱元件)：用计算转矩Tc=KTK-工作情况系数表17-1(三）联轴器和离合器选择17.2刚性联轴器

联轴器特点：刚性联轴器不具有补偿被联两轴线相对位移的能力，也不具有缓冲减振能力，但结构简单，价格便宜。

适用：载荷平稳、转速稳定、被联接两轴轴线相对位移极小的情况。两轴轴线可严格对中。

特点：结构简单，制造容易，径向尺寸小。

套筒式联轴器

适用：两轴同心度好，工作平稳，无冲击的场合。

夹壳联轴器***挠性联轴器

特点：具有一定的补偿被联两轴轴线相对位移的能力，最大补偿量随型号不同而异。

适用：两轴同轴度不易保证的场合。

无弹性元件挠性联轴器特点及应用：承载能力大，但不具备缓冲减振性能，在高速或转速不稳定或正、反转时，有冲击和噪音。适于低速、重载、转速平稳的场合。非金属弹性元件挠性联轴器特点及应用：有很好的缓冲减振性能，但弹性元件强度低、寿命短、承载能力小。适用于高速、轻载和常温的场合。金属弹性元件挠性联轴器特点及应用：具有较好的缓冲减振性能外，且承载能力大，适用于速度和载荷变化较大及高温或低温场合。制造、安装误差或工作变形等原因，不能保证被联接的两轴轴线严格对中轴向位移λ径向位移δ角位移α综合位移、、17.3无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器能容许联接的两轴间有相对位移：1）滑块联轴器图17-3十字滑块联轴器特点：结构简单、径向尺寸小适用：两轴径向位移较大、无冲击及低速场合。传动比为常数的条件：双万向铰链机构的主、从动轴的角速度恒等的条件为轴1、3和中间轴2应位于同一平面内；轴1、3的轴线与中间轴2的轴线之间的夹角相等；中间轴的两端的叉面应位于同一平面内。主动轴1中间轴

2

从动轴31133******3）齿式联轴器

特点：承载能力较大，但不具备缓冲减振能力；齿轮啮合处需润滑，结构较复杂，造价高。

适用：适用于重载、低速场合。

1）弹性套柱销式联轴器17.4非金属弹性元件挠性联轴器特点：制造容易，装拆方便成本低。但易磨损，寿命短。适用：频繁起动及换向的传递中、小转矩的高、中速轴。2）弹性柱销联轴器

特点：传递扭矩较大，结构更简单，安装、制造方便，耐久性好，具有一定的缓冲吸振能力。

适用：轴向窜动较大、正反转变化较多和启动频繁的场合。3）轮胎式联轴器特点：富有弹性，具有良好消振能力，能有效降低动载荷和补偿较大的轴向位移，绝缘性好，运转时无噪声。但径向尺寸大，转矩大时会因扭转变形而产生附加轴向力。多角形橡胶联轴器安全联轴器作用：当工作转矩超过机器允许的极限转矩时，联接件将发生折断，使从动轴自动停止转动，保护机器中的重要零件不致损坏。断开联接后不能自动恢复工作能力，用于很少过载处剪切销安全联轴器：销钉装在经过淬火的钢套内，过载时即被剪断。单剪式双剪式

Ｙ型----长圆柱型Ｊ1型----短圆柱型Ｊ型----有沉孔的圆柱型Ｚ型----有沉孔的圆锥轴孔Ｚ1型----无沉孔的圆锥轴孔(考虑键联接强度)Ｙ型J型Ｊ1型Ｚ型Ｚ1型A型B型B1型C型联轴器与轴的联接型式作用：离合器用来联接两根轴，使之一起转动并传递转矩，在工作中主、从动部分可分离可接合。一、离合器的分类按其工作原理可分为嵌入式、摩擦式两类；按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类；按操纵方式分有机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器等；可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能在特定条件下，自动地接合或分离。离合器二、对离合器的基本要求分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。离合器17.5牙嵌离合器

特点：结构简单，外廓尺寸小，能传递较大的转矩。牙嵌离合器

适用：只宜在两轴不回转或转速差很小的时才进行接合，否则牙齿可能会因此受到撞击而折断。

注意：牙嵌离合器可以借助电磁线圈的吸力来操纵，称为电磁牙嵌离合器。电磁牙嵌离合器通常采用嵌入方便的三角形细牙。它依据信息而动作，所以便于遥控和程序控制。17.6摩擦式离合器单片式圆盘摩擦离合器适用：扭矩不大（<2000Nm)的轻型机械。多片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器与牙嵌离合器比较

优点：

1）不论何种速度时，两轴都可以接合或分离；且接合过程平稳,冲击、振动较小；2）从动轴的加速时间和传递的最大转矩可以调节；3）过载时可发生打滑，以保护重要零件不致损坏。

缺点：

1）外廓尺寸较大；2）在接合、分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量较大，磨损也较大，需考虑散热问题。

提高散热和减轻磨损的措施：把摩擦离合器浸入油中工作。

离合器操纵方法

机械操纵、电磁操纵、气压操纵、液压操纵电磁摩擦离合器可实现远距离操纵，动作迅速，没有不平衡的轴向力，在数控机床等机械中获得了广泛的应用。17.7自动离合器1、安全离合器当工作转矩超过机器允许的极限转矩时，便能自动分离，具有防止过载的安全保护作用。断开联接后能够自动恢复工作能力，用于经常过载处1）摩擦式安全离合器利用调整螺母来控制弹簧对内、外摩擦片组的压紧力，从而控制离合器所能传递的极限力矩。当超载时，内、外摩擦片接触面间会出现打滑。一般用于短期过载的场合。1、安全离合器2）滚珠安全离合器正常工作时弹簧推力使两盘的滚珠交错压紧转矩传递：主动齿轮1→滚珠→从动盘2、外套筒3（从动轴）当转矩超过许用值时，弹簧被过大的轴向分力压缩，使从动盘向右移动，原来交错压紧的滚珠因被放松而相互滑动，此时主动齿轮空转，从动轴即停止转动。当载荷恢复正常时，又可重新传递转矩。弹簧压力的大小可用螺母来调节。

2、

离心式离合器

闸块离心式离合器：轴套1与主动轴相联接，闸块3装在轴套上的槽内，由螺旋弹簧4拉紧使其向心。轴套2与从动轴相联接。当主动轴达到一定转速时，作用于闸块上的离心力F1大于螺旋弹簧的拉力，使闸块压向套筒。如果选择恰当的闸块质量，则当主动轴转速增大到公称转速时，闸块与套筒接触面间具有正常结合所需的压力和摩擦力以克服从动轴上的工作阻力矩，从而带动从动轴一同回转。多用于电动机轴端或安装在带轮中。特殊2在两个拉伸螺旋弹簧的弹力作用下，主动部分的一对闸块与从动部分的鼓轮脱开；当转速达到某一数值后，离心力增加到能克服弹簧拉力时，便使闸块绕其支点向外摆动与从动鼓轮压紧，离合器即进入接合状态。当接合面上产生的摩擦力矩足够大时，主、从动轴即一起转动开式离心离合器的工作原理

3、定向离合器当星轮2为主动轮并作顺时针回转时，滚柱3将被摩擦力转动而滚向空隙的收缩部分，并楔紧在星轮和外环间，使外环随星轮一同回转，离合器即进入接合状态。当星轮反向回转时，滚柱即被滚到空隙的宽敞部分，这时离合器即处于分离状态。因而定向离合器只能传递单方向的转矩，可在机械中用来防止逆转及完成单向传动。如果外环随星轮旋转的同时，又从另一运动系统获得旋向相同但转速较大的运动时，离合器也将处于分离状态，即从动件的角速度超过主动件时，不能带动主动件旋转，这种离合器的结合和分离是与星轮和外环间的相对转速差有关，因此又称为超越离合器。4、磁粉离合器由磁轭轮圈1、环形励磁线圈2、磁粉3、从动鼓轮4及主动轮5组成。鼓轮与磁轭轮圈间约有0.5～2mm的径向间隙，其中填充导磁率高的铁粉和石墨粉混合物----磁粉（干式）或铁粉和油的混合物（湿式）。当线圈通电时，形成一个通过磁轭、工作间隙、从动鼓轮而闭和的磁场，使工作间隙中的磁粉磁化，并沿磁力线方向联接在一起；当主动轮5旋转时，由于磁粉链作用，使滚轮4一起旋转传递转矩；当断电时，磁粉恢复为松散状态，离合器处于分离状态。磁粉离合器结合平稳，使用寿命长，可远距离操纵，但尺寸较大，发热较大。已经用于航空、石油工业及自动控制部门。磁粉离合器结构简图磁粉离合器的原理金属外筒为从动件，嵌有环形励磁线圈的电磁铁与主动轴联接，金属外筒与电磁铁间留有少量间隙，内装适量的铁和石墨粉末。当励磁线圈中无电流时，散砂似的粉末不阻碍主、从动件之间的相对运动，离合器处于分离状态；当通