第11章 联轴器、离合器和制动器郭

1、机械设计机械设计 18 1 联轴器联轴器18 2 离合器离合器18 3 制动器制动器机械设计18 1 联轴器联轴器机械设计鼓形齿联轴器鼓形齿联轴器 十字万向联轴器十字万向联轴器 尼龙内齿型联轴器尼龙内齿型联轴器 鼓形齿式长伸缩联轴器鼓形齿式长伸缩联轴器 蛇形弹簧联轴器蛇形弹簧联轴器 梅花联轴器梅花联轴器 带制动轮弹性套带制动轮弹性套柱销联轴器柱销联轴器 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 机械设计一一. . 联轴器的功用：联轴器的功用：1.1.联轴器的功用联轴器的功用联接不同部件的两轴，传递扭联接不同部件的两轴，传递扭 矩矩T T联轴器联轴器联轴器联轴器轴轴电动机电动机减速器减速器带式运输机带式

2、运输机F vD带式运输机传动简图机械设计二二. . 联轴器所联两轴轴线的相对位移联轴器所联两轴轴线的相对位移 联轴器所联接的两轴，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，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中。装配时应避免这些位移,或采用挠性联轴对这些位移进行补偿。机械设计三三. 联轴器的主要类型、特点及应用联轴器的主要类型、特点及应用 根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力，即能否在发生相对位移条件下保持无补偿能力，即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等，联轴器可分为刚联接功能以及联轴器的用途等，联

3、轴器可分为刚性联轴器，挠性联轴器和安全联轴器。联轴器的性联轴器，挠性联轴器和安全联轴器。联轴器的主要类型、特点及其作用，详见表主要类型、特点及其作用，详见表1。机械设计联轴器类型类别在传动系统中的作用备注刚性联轴器只能传递运动和转矩，不具备其他功能包括凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器，不仅能传递运动和转矩，而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能包括齿式联轴器、万向联轴器、链条联轴器、滑块联轴器等有弹性元件的挠性联轴器，能传递运动和转矩；具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能；还具有不同程度的减振、缓冲作用，改善传动系统的工作性能包括各种非金属弹性元件挠性

4、联轴器和金属弹性元件挠性联轴器，各种弹性联轴器的结构不同，差异较大，在传动系统中的作用亦不尽相同安全联轴器传递运动和转矩，过载安全保护。挠性安全联轴器还具有不同程度的补偿性能包括销钉式、摩擦式、磁粉式、离心式、液压式等安全联轴器机械设计一）一）固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器 1. 1. 套筒联轴器套筒联轴器结构简单，依靠锥销结构简单，依靠锥销、键或螺钉与两键或螺钉与两轴联接并传递扭矩，无标准，需自行设计。轴联接并传递扭矩，无标准，需自行设计。机械设计2. 2. 凸缘联轴器凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器用一组螺栓联接由两个带凸缘的半联轴器用一组螺栓联接而成而成 用两半联轴器端面的凸肩和凹槽对

5、中，靠普通螺用两半联轴器端面的凸肩和凹槽对中，靠普通螺栓在凸缘接合面产生摩擦力矩来传递转矩栓在凸缘接合面产生摩擦力矩来传递转矩 型型机械设计铰制孔螺栓对中，靠螺栓受剪切和挤压来传递转矩铰制孔螺栓对中，靠螺栓受剪切和挤压来传递转矩 型型机械设计端面开有凹槽的半联轴器两面带有凸块的浮动盘二）二）可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器特点特点: : 结构简单结构简单, ,径向尺寸小径向尺寸小, ,转速高时转速高时, ,浮动盘产生浮动盘产生较大的离心力和容易磨损较大的离心力和容易磨损机械设计2. 2. 挠性爪型联轴器挠性爪型联轴器中间盘中间盘用夹布塑胶或尼龙用夹布塑胶或尼龙制成的方形块，结构简单，用于功率不

6、大，中速和制成的方形块，结构简单，用于功率不大，中速和冲击不大的场合。冲击不大的场合。半联轴器半联轴器1 1中间盘中间盘半联轴器半联轴器3 3机械设计3.3.齿式联轴器齿式联轴器由两个具有外齿的半联轴器由两个具有外齿的半联轴器1 1、3 3和两个带和两个带 内齿及凸缘的外壳内齿及凸缘的外壳2 2组成，两外壳用螺栓相联组成，两外壳用螺栓相联外壳外壳2 2半联半联轴轴器器1 1半联半联轴轴器器3 3齿式联轴器所用齿轮的齿廓曲线为渐开线，啮合角为齿式联轴器所用齿轮的齿廓曲线为渐开线，啮合角为20，齿，齿数一般为数一般为3080：由于有较多的齿参与工作，所以传递载荷：由于有较多的齿参与工作，所以传递载

7、荷能力大，广泛应用在重型机械中，它的缺点是结构复杂，重能力大，广泛应用在重型机械中，它的缺点是结构复杂，重量较大制造较难，且成本较高。量较大制造较难，且成本较高。机械设计机械设计十字轴万向联轴器十字轴万向联轴器 由两个叉形零件1、3，十字形元件2和销轴4、5等组成。两销轴相互垂直配置并分别把两个叉形零件与十字形元件连接起来构成万向铰链。因此，当一轴的位置固定后另一轴可以在任意方向偏斜，允许偏斜角4535 主要缺点是：若两轴线不重合，即使主动轴等速转动，从主要缺点是：若两轴线不重合，即使主动轴等速转动，从动轴仍将为周期性的变速转动。双万向联器可避免这一缺点。动轴仍将为周期性的变速转动。双万向联器

8、可避免这一缺点。 4. 万向联轴器万向联轴器机械设计双万向联轴器双万向联轴器机械设计 采用双万向联轴器克服这一缺点时，必须使主动轴与中间采用双万向联轴器克服这一缺点时，必须使主动轴与中间轴的夹角和从动轴与中间轴的夹角相等，且中间轴两端的叉形轴的夹角和从动轴与中间轴的夹角相等，且中间轴两端的叉形接头位于同一平面内时，其主、从动轴的角速度才相等，否则接头位于同一平面内时，其主、从动轴的角速度才相等，否则从动轴仍将为周期性的变速转动。从动轴仍将为周期性的变速转动。 优点为能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，效率高，可优点为能可靠的传递转矩和运动，结构紧凑，效率高，可用于相交轴间的联接，或有较大角位移的

9、场合。用于相交轴间的联接，或有较大角位移的场合。机械设计 滚子链联轴器是利用一公共滚子链（单排或双排）同时与两个齿数相同的并列链轮相啮合以实现两轴相联接的一种联轴器（图137）。其特点是结构简单，装拆方便，径向尺寸较小，效率高，具有一定的位移补偿能力（径向位移 x 002p, p为链节距；角位移小于1度)，使用寿命长（可达2万小时），恶劣工作环境下（如高温、潮湿、多尘、油污等）也能工作，成本低。但若离心力过大会加速各元件间的磨损和发热，不宜用于很高速度的传动，且由于缓冲，吸振能力差，不宜在频繁启动和强烈冲击下工作。5. 滚子链联轴器机械设计四）弹性联轴器四）弹性联轴器 . . 弹性套柱销联轴器

10、弹性套柱销联轴器 弹性套柱销联轴器在结构上类似凸缘联轴器，也有两个带弹性套柱销联轴器在结构上类似凸缘联轴器，也有两个带凸缘的半联轴器分别与主、从动轴相连。联接两个半联轴器凸缘的半联轴器分别与主、从动轴相连。联接两个半联轴器的不是简单的螺栓，而是带弹性套的柱销。的不是简单的螺栓，而是带弹性套的柱销。 半联轴器半联轴器螺栓联接柱销弹性套机械设计联轴器轴孔结构形式联轴器轴孔结构形式机械设计 2.2. 弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器结构尺寸紧凑，使用寿命结构尺寸紧凑，使用寿命长，用于冲击不大，经常正反转的中低速及转矩较长，用于冲击不大，经常正反转的中低速及转矩较大的轴。大的轴。 半联轴半联轴器器半联轴半

11、联轴器器挡挡 环环弹性柱弹性柱销销机械设计3. 3. 轮胎式联轴器轮胎式联轴器机械设计四、联轴器的选择四、联轴器的选择1.联轴器类型的选择联轴器类型的选择 联轴器类型主要是根据机器的工作特点，性能要求联轴器类型主要是根据机器的工作特点，性能要求(如如缓冲减振、补偿轴线位移、安全保护等缓冲减振、补偿轴线位移、安全保护等)，结合联轴器的，结合联轴器的性能选择合适的类型。性能选择合适的类型。 1) 对载荷平稳、同轴度好、无相对位移的可选用刚对载荷平稳、同轴度好、无相对位移的可选用刚性联轴器；性联轴器； 2) 难以保持两轴严格对中、有相对位移的应选用挠难以保持两轴严格对中、有相对位移的应选用挠性联轴器

12、；性联轴器； 3) 对传递转矩较大的重型机械对传递转矩较大的重型机械(如起重机如起重机)，可选用齿，可选用齿轮联轴器；轮联轴器； 4) 对需有一定补偿量，单向转动而冲击载荷不大的中对需有一定补偿量，单向转动而冲击载荷不大的中低速传动的水平轴的连接，可选用滚子链联轴器；低速传动的水平轴的连接，可选用滚子链联轴器； 5) 对高速轴，应选用挠性联轴器；对高速轴，应选用挠性联轴器； 6)对轴线相交的两轴则宜选择万向联轴器。对轴线相交的两轴则宜选择万向联轴器。机械设计2、联轴器的选用计算、联轴器的选用计算TcKTK 工作情况系数工作情况系数 联轴器联轴器载荷系数载荷系数K机械设计 18 2 离合器离合器

13、离离合合器器外力操纵外力操纵自动操纵自动操纵机械离合器机械离合器气压离合器气压离合器液压离合器液压离合器电磁离合器电磁离合器超越离合器超越离合器离心离合器离心离合器安全离合器安全离合器啮合式啮合式摩擦式摩擦式一、离合器的功用和分类一、离合器的功用和分类机械设计二、常用离合器二、常用离合器1)牙嵌离合器牙嵌离合器 牙嵌离合器主要由端面带齿的两个半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。组成，通过齿面接触来传递转矩。NoImage1.操纵离合器操纵离合器机械设计 牙嵌离合器的牙形有三角形、梯形、牙嵌离合器的牙形有三角形、梯形、锯齿形等锯齿形等 。NoImage机械

14、设计2)摩擦离合器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。起摩擦片的发热和磨损。摩擦离合器的类型很多，有单盘式、多盘式和圆摩擦离合器的类型很多，有单盘式、多盘式和圆锥式。锥式。机械设计单盘式摩擦离合器单盘式摩擦离合器机械设计多盘式摩擦离合器多盘式摩擦离合器机械设计电磁操纵的广多盘式摩擦离合器电磁操纵的广多盘式摩擦离合器机械设计圆锥式摩擦离合器圆锥式摩擦离合器机械设计2.