第十六章_联轴器、离合器与制动器

机械设计 第十六章 联轴器 离合器与制动器 第一节联轴器第二节离合器第三节制动器 返回章目录 第一节联轴器 用联轴器连接的两轴轴线在理论上应该是对中的 但由于制造及安装误差 承载后的变形以及温度变化的影响等原因 往往很难保证被连接的两轴严格对中 因此就会出现两轴间的位移 一 被连接轴的位移 二 联轴器的分类按照性能可分为刚性联轴器和挠性联轴器 刚性联轴器常用类型有套筒联轴器 夹壳联轴器和凸缘联轴器等 挠性联轴器中又分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器 无弹性元件联轴器常用类型有滑块联轴器 齿式联轴器和万向联轴器等 有弹性元件联轴器 按弹性元件的材质不同 又可再分为金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器 三 刚性联轴器1 套筒联轴器套筒联轴器是利用一公用套筒以销 键 紧定螺钉等连接方式与两轴相连 2 夹壳联轴器夹壳联轴器是利用沿轴向剖分的两半联轴器 夹壳 通过拧紧螺栓产生的预紧力使夹壳与轴连接 并依靠夹壳和轴表面之间的摩擦力来传递转矩 3 凸缘联轴器凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与两轴连接 然后用螺栓把两个半联轴器连成一体 以传递运动和转矩 四 无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器利用自身具有相对可动的元件或间隙而允许两轴存在一定的相对位移 适用于调整和运转时很难达到两轴完全对中的场合 1 滑块联轴器 2 齿式联轴器由两个具有外齿的半联轴器和用螺栓连接起来的具有内齿的外壳组成 齿式联轴器允许两轴发生综合位移 齿式联轴器一般有两种连接方式 为了补偿两轴的相对位移 齿式联轴器内外轮齿啮合较普通齿轮传动具有较大的侧隙 此外 还将外齿轮的齿顶制成半径为Ra的球面 齿式联轴器齿轮的齿形 除普通的直齿外 还可制成鼓形齿 3 万向联轴器 当主动轴以等角速度 1回转时 从动轴的角速度 2将在一定范围 1cos 2 1 cos 内作周期性的变化 从而引起动载荷 为消除从动轴的速度波动 通常将万向联轴器成对使用 并使中间轴的两个叉子位于同一平面上 同时 还应使主 从动轴的轴线与中间轴的轴线间的偏斜角 相等 即 1 2 小型万向联轴器的结构 五 有弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器是靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴轴线的相对位移 以缓和载荷的冲击与吸收振动 适用于需要经常起动或反转的传动 为金属弹性元件挠性联轴器的一种 适用于转矩变化不大的两轴连接 多用于有严重冲击载荷的重型机械 1 蛇形弹簧联轴器 主要由花键轴5 外套圈2和若干组径向呈辐射状布置的金属簧片7等零件组成 簧片内端的最长簧片插在花键轴5的齿槽内 组成可动连接 通过连接盘1 簧片7和花键轴5就可传递转矩 2 弹性阻尼簧片联轴器 弹性套柱销联轴器靠橡胶套传递力并靠其弹性变形来补偿径向位移和角位移 靠安装时留的间隙c来 3 弹性套柱销联轴器 补偿轴向位移 由于橡胶套为易损件 因此 在设计时应留出距离A 以便于更换橡胶套而免得拆移机器 弹性柱销联轴器在结构上和刚性凸缘联轴器也很相似 它用尼龙圆柱销代替连接螺栓 为了防止柱销滑出 在半联轴器两端设有挡圈 4 弹性柱销联轴器 5 轮胎式联轴器 轮胎式联轴器的结构如图 两半联轴器3分别用键与轴相连 1为橡胶制成的特型轮胎 用压板2及螺钉4把轮胎l紧压在左右两半联轴器上 通过轮胎来传递转矩 为了便于安装 在轮胎上开有切口 六 联轴器的选择1 联轴器类型的选择 1 原动机和工作机的机械特性 2 联轴器连接的轴系及其运转情况 3 工作机的转速高低 4 联轴器的对中和对中保持程度 5 联轴器的结构及工作特性 6 联轴器的可靠性 使用寿命和工作环境 7 联轴器的制造 安装和维护的成本 2 联轴器的选用计算Tc KA W Z tTKA工作情况系数 联轴器工作情况系数KA 摘自JB T7511 1994 Tc KA W Z tT W为原动机系数 原动机系数 W Tc KA W Z tT Z为起动系数 指每小时起动次数 表示起动频率 起动系数 Z Tc KA W Z tT t为温度系数 仅用于有非金属弹性元件的联轴器 对于其他类型联轴器 取 t 1 温度系数Kt 第二节离合器 离合器按接合元件传动的工作原理可分为嵌合式离合器和摩擦式离合器 按实现离 合动作的过程又可分为操纵式离合器和自控式离合器 按离合器的操纵方式 则可分为机械式 气压式 液压式和电磁式等 一 离合器的功用和分类 二 操纵式离合器 1 牙嵌离合器牙嵌离合器主要由端面带齿的两个半离合器组成 通过齿面接触来传递转矩 牙嵌离合器的牙形有三角形 梯形 锯齿形等 三角形 梯形 锯齿形 2 摩擦离合器摩擦离合器可以在不停车或主 从动轴转速差较大的情况下进行接合与分离 并且较为平稳 但在接合与分离过程中 两摩擦盘间必然存在相对滑动 引起摩擦片的发热和磨损 摩擦离合器的类型很多 有单盘式 多盘式和圆锥式 单盘式摩擦离合器 多盘式摩擦离合器 圆锥式摩擦离合器 三 自控式离合器1 安全离合器 剪销式安全离合器 摩擦式安全离合器 2 离心离合器 转速高时结合 转速高时分离 溜溜球工作原理离心式离合器 3 超越离合器滚柱式顺时针同转逆时针分离 3 超越离合器偏心凸轮块式 3 超越离合器棘轮机构自行车后轮轴上的棘轮机构 当脚蹬踏板时 经链条带动内圈具有棘齿的链轮3顺时针转动 再通过棘爪4的作用 使后轮轴5顺时针转动 从而驱使自行车前进 自行车前进时 如果令踏板不动 因惯性作用后轮轴5便会超越主动链轮3而转动 棘爪4在棘轮齿背上滑过 从而实现不蹬踏板的自由滑行 第三节制