机械设计基础1-12联轴器离合器制动器

西安航空职业技术学院课程教案封皮第讲/共页20年月日教学项目第十二讲联轴器离合器制动器授课地点多媒体教室授课形式线下教学学情分析知识背景：学生前面学习了轴、轴承的相关知识，能够清楚分析轴的结构、轴承的作用及代号含义等特点。学生背景：通过前期学习，能够分析齿轮的受力，螺纹链接、键连接的选择，轴是机械中常见的零件，但学生对联轴器的结构参数、材料选择并不完全清楚。本节课主要使学生了解联轴器的类型、结构分析的相关知识，培养学生质量。教学目标知识目标：掌握联轴器、离合器、制动器组成。能力目标：具备判断联轴器、离合器、制动器的能力。素质目标：具备选购联轴器、离合器、制动器的能力教学重点联轴器、离合器、制动器组成教学难点及应对联轴器、离合器、制动器的选配教学资源教材、媒体教学资源教学方法讲授法、问答法、演示法教学反思授课教师（签字）教研室主任（签字）教学单位审查意见活动安排第一课时（一）课中内化环节一：联轴器（约40分钟）教师活动学生活动设计意图联轴器、离合器和制动器是机械传动中的重要部件用来传递扭矩和动力。基础概念联轴器：联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离。离合器：联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合。联轴器离合器能够辨别出联轴器和离合器，并了解两者的区别。汽车中是那些位置是联轴器？那些位置是离合器？汽车离合器汽车联轴器能够辨别出联轴器和离合器，并了解两者的区别。一、联轴器的功用联轴器用来把两轴联接在一起，以传递运动与转矩，机器停止运转后才能接合或分离的一种装置。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，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。轴线的相对位移这是什么联轴器？联轴器的作用是什么？三、常用联轴器的结构和特点1刚性联轴器1)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。凸缘联轴器是刚性联轴器中应用最广泛的一种，其结构型式主要有两种：(1)普通凸缘联轴器(图a)：(2)对中榫凸缘联轴器(图b)：为了运行安全，凸缘联轴器可做成带防护边的(图c)。特点：构造简单，成本低，可传递较大转矩。不允许两轴有相对位移，无缓冲。用途：在转速低，无冲击，轴的刚性大，对中性较好的场合应用较广。3)夹壳联轴器夹壳联轴器是利用沿轴向剖分的两半联轴器一夹壳，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。(1)观看教学动画，观察分析联轴器的类型;(2)能分析出各种联轴器的特点;2)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。特点：结构简单紧凑((特别是径向尺寸)，成本低廉，便于装卸与维护。可以一定程度上起安全保护作用。要求在两轴严格对中情况下使用。(已有标准化设计资料)1.使学生明白大多数机构为什么具有独立的运动。2.启发学生观察、思考。提高梳理自己思考结果的能力，鼓励学生说出自己的想法，鼓励学生参与教学活动、提高口头表达能力。2无弹性元件的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，但不能缓冲减振。1)滑块联轴器滑块联轴器由两个端面上开有槽的半联轴器和一个两面带有相互垂直牙的中间盘构成。工作时，十字滑块随两轴转动，半联轴器1、3上的凹槽与中间滑块2的凸榫→移动副→可补偿两轴偏移。其允许有较大的径向位移及不大的角位移和轴向位移。特点：中间圆盘的凸块在半联轴器的凹槽内滑动，可以补偿两轴的相对位移。对凹槽的和凸块的工作面的硬度要求较高，并需加润滑剂。转速高时，易磨损，且附加载荷大，故宜用于低速的场合。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。结构：由两个具有外齿的半联轴器1、4和两个具有内齿的外壳2、3组成，外壳与半联轴器通过内、外齿的相互啮合而相联，如图10-4所示。轮齿间留有较大的齿侧间隙，外齿轮的齿顶做成球面，球面中心位于轴线上，转矩靠啮合的齿轮传递。特点：能补偿两轴的综合位移。能传递较大的转矩，但结构较复杂，制造较困难，在重型机器和起重设备中应用较广。3)万向联轴器万向联轴器如图所示，由两个叉形接头1、3和十字轴2组成，利用中间联接件十字轴联接的两叉形半联轴器均能绕十字轴的轴线转动，从而使联轴器的两轴线能成任意角度α，一般α最大可达355o~45°3有弹性元件的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。1)弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器的结构与凸缘联轴器相似。不同之处是用带有弹性圈的柱销代替了螺栓联接，弹性圈一般用耐油橡胶制成，剖面为梯形以提高弹性。特点：结构简单，制造容易，不用润滑，弹性圈更换方便，具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。用于经常正反转，起动频繁，转速较高的场合。2)弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器与弹性套柱销联轴器结构也相似，只是柱销材料为尼龙，柱销形状一端为柱形，另一端制成腰鼓形，以增大角度位移的补偿能力。为防止柱销脱落，柱销两端装有挡板，用螺钉固定。特点：结构简单，安装、制造方便，耐久性好，吸振，补偿轴向位移的能力。常用于轴向窜动量较大，经常正反转，起动频繁，转速较高的场合，可代替弹性圈柱销联轴器。活动安排第二课时：离合器环节二：离合器（约30分钟）教师活动学生活动设计意图/手段一、离合器的功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。它主要是用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速及换向等。三、常用离合器的结构和特点1操纵离合器1)牙嵌式离合器牙嵌式离合器是由两端面上带牙的半离合器1、2组成，通过啮合的齿来传递转矩。半离合器1用平键固定在主动轴上，半离合器2用导向键3或花键与从动轴联接，它可沿轴线滑动。在半离合器1上固定有对中环5，从动轴可在对中环中自由转动，通过滑环4的轴向移动操纵离合器的接合和分离。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。原理：依靠两接触面之间的摩擦力，使主、从动轴接合和传递转矩。1)能在不停车或两轴具有任何大小转差的情况下进行接合；特点2)能调节从动轴的加速时间，减少接合时的冲击和振动，实现平稳接合；3)过载时，摩擦面间将发生打滑，可以避免其他零件的损坏。以下是属于那种离合器结构简单，外廓尺寸小，接合后两半离合器没有相对滑动，但只宜在两轴的转速差较小或相对静止的情况下接合，否则齿与齿会发生很大冲击，影响齿的寿命。2)摩擦离合器摩擦离合器依靠两接触面间的摩擦力来传递运动和动力。3)超越离合器超越离合器又称为定向离合器，是一种自动离合器，目前广泛应用的是滚柱超越离合器如图所示，由星轮1、外圈2、滚柱3和弹簧顶杆4组成。滚柱的数目一般为3-8个，星轮和外圈都可作主动件。超越离合器只能传递单向转矩，反向时能自动分离。1.使学生明白大多数机构为什么具有独立的运动。2.启发学生观察、思考。提高梳理自己思考结果的能力，鼓励学生说出自己的想法，鼓励学生参与教学活动、提高口头表达能力。活动安排第二课时：制动器环节二：制动器（约15分钟）一、制动器的功用制动器的主要作用是降低机械的运转速度或迫使机械停止运转。制动器工作原理是利用摩擦副中产生的摩擦消耗能量实现制动作用。制动器的类型、特点制动器与联轴器、离合器不同，9它是利用摩擦力矩来消耗机器运动部件的动能，从而实现制动的。其动作迅速，可靠；其摩擦副耐磨，易散热。按照制动零件的结构特征分：有带式、块式、盘式等型式的制动器。按机构不工作时制动零件所处状态分：有常闭式和常开式两种制动器；前者经常处于紧闸状态，要加外力才能解除制动作用，例如提升机构中的制动器；后者经常处于松闸状态，必须施加外力才能实现制动，例如多数车辆中的制动器。制动器通常装在机构中转速较高的轴上，这样所需制动力矩和制动器尺寸可以小一些。制动器的选择制动器选择应考虑的原则：(1)主机性能和结构(2)主机工作条件、保养条件及使用环境(3)制动器的安装位置和容量(1)观看教学动画，观察分析制动器的类型作用;(2)能分析出各种制动器的特点;电磁制动器块式制动器(4)经济性根据机器运转情况，计算制动器轴上的负载力矩，留够安全储备。选择出标准型号后，要进行必要的验算。1.使学生明白大多数机构为什么具