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1、第十五章第十五章 联轴器、离合器和制动器联轴器、离合器和制动器 15-1 概述概述 15-2 联轴器联轴器15-5 特殊功用及特殊结构的联特殊功用及特殊结构的联 轴器及离合器轴器及离合器15-3 离合器离合器 15-4 安全联轴器及安全离合器安全联轴器及安全离合器1-6 制动器制动器作用：作用：主要用于主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋将两根轴联接在一起，使它们一起旋 转，并传递扭矩，转，并传递扭矩，也可用作安全装置也可用作安全装置。联轴器联轴器-用于将两轴联接在一起，机器运转时两用于将两轴联接在一起，机器运转时两 轴不能分离，只有在机器停车时才可将两轴分离；轴不能分离，只有在机器停车时
2、才可将两轴分离；离合器离合器-在机器运转过程中，可使两轴随时接合在机器运转过程中，可使两轴随时接合 或分离的一种装置。或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动的断它可用来操纵机器传动的断 续，以便进行变速或换向；续，以便进行变速或换向；安全联轴器与离合器安全联轴器与离合器-机器工作时，若转矩超过机器工作时，若转矩超过 规定值，即可自行断开或打滑，规定值，即可自行断开或打滑，以保证机器中的以保证机器中的 主要零件不因过载而损坏；主要零件不因过载而损坏；15-1 概述概述联轴器和离合器种类繁多，在选用标准件或自行设联轴器和离合器种类繁多，在选用标准件或自行设计时应考虑如下因素：计时应考虑如下因素：传
3、递转矩大小传递转矩大小;转速高低转速高低;扭转刚度变化扭转刚度变化;体积大小体积大小;缓冲吸振能力缓冲吸振能力。特殊功用的联轴器与离合器特殊功用的联轴器与离合器-用于某些特殊要用于某些特殊要 求处，如：在一定的回转方向或达到一定转速求处，如：在一定的回转方向或达到一定转速 时，时，联轴器或离合器即可自动接合或分离等；联轴器或离合器即可自动接合或分离等；二、二、联轴器的联轴器的分类分类 无弹性元无弹性元件联轴器件联轴器刚性联轴器刚性联轴器联联轴轴器器套筒联轴器套筒联轴器凸缘凸缘联轴器联轴器夹壳夹壳联轴器联轴器齿式联轴器齿式联轴器十字滑块联轴器十字滑块联轴器挠性联轴器挠性联轴器有弹性元有弹性元件联
4、轴器件联轴器滑块联轴器滑块联轴器万向联轴器万向联轴器滚子链联轴器滚子链联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器梅花形弹性联轴器梅花形弹性联轴器轮胎联轴器轮胎联轴器膜片联轴器膜片联轴器星形弹性联轴器星形弹性联轴器下面将对各种联轴器作详细介绍潘存云教授研制潘存云教授研制（一）刚性（一）刚性联轴器联轴器 结构：结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定 螺钉来实现轴向固定。螺钉来实现轴向固定。套筒套筒联轴器联轴器型式：型式：半圆键半圆键普通平键普通平键特点：特点：结构简单、使用方便、结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不传递扭
5、矩较大，但不 能缓冲减振能缓冲减振 。应用：应用：用于载荷较平稳的用于载荷较平稳的 两轴联接两轴联接 。1 1、套筒套筒联轴器联轴器 潘存云教授研制优点：优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。传递扭矩大、能补偿综合位移。缺点：缺点：结构笨重、造价高。结构笨重、造价高。应用：应用：用于重型传动。用于重型传动。潘存云教授研制潘存云教授研制2 2、十字滑块联轴器十字滑块联轴器结构：结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽中，构成移动副。中，构成移动副。工作工作原理：原
6、理：当两轴存在不对中和偏斜时，当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。滑块将在凹槽内滑动。优缺点：优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。适用范围：适用范围：3030,y y，v300 r/minv300 r/min y y潘存云教授研制3 3、滑块联轴器、滑块联轴器优点：优点：结构简单、尺寸紧凑。结构简单、尺寸紧凑。应用：应用：适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。结构：结构：与十字滑块联轴器结构相似，只是沟槽很宽，与十字滑块
7、联轴器结构相似，只是沟槽很宽，中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。工作特点：工作特点：由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许较高的极限转速。较高的极限转速。潘存云教授研制4 4、万向联轴器、万向联轴器作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、有夹角应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。单万向联轴器单万向联轴器潘存云教授研制5、双万
8、向铰链机构、双万向铰链机构将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。安装要求：安装要求：主动、从动、中间三轴共面；主动、从动、中间三轴共面；主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等；角应相等；中间轴两端的叉面应在同一平面内。中间轴两端的叉面应在同一平面内。C2121C为了消除从动轴变速转动的缺点，常潘存云教授研制潘存云教授研制 小型双万向联轴器小型双万向联轴器 结构如图所示，通常采用合金钢制造。结构如图所示，通常采用合金钢制造。AA潘存云教授研制A-AAAAA潘存云教授研制6 6、滚
9、子联轴器滚子联轴器结构：结构：利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同 的并列链轮啮合来实现两半链轴器的联接。的并列链轮啮合来实现两半链轴器的联接。特点：特点：结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉。修容易、成本低廉。优点：优点：结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉，有一定的补偿性能和缓冲性能。成本低廉，有一定的补偿性能和缓冲性能。缺点：缺点：因链条的套筒与链轮之间存在间隙，不适于逆向传动和因链条的套筒与链轮之间存在间隙，不适于逆
10、向传动和启动频繁或立式轴传动。同时受离心力的影响不适于高速传动。启动频繁或立式轴传动。同时受离心力的影响不适于高速传动。潘存云教授研制2、弹性柱销联轴器、弹性柱销联轴器结构：结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。中。尼龙销尼龙销挡板挡板cc销与挡板之销与挡板之间留有间隙间留有间隙结构简单、更换柱销方便。结构简单、更换柱销方便。特点：特点：上述两种联轴器的动力通过弹性上述两种联轴器的动力通过弹性元件传递，缓和冲击、吸收振动。元件传递，缓和冲击、吸收振动。应用：应用：适用于正反向变化多，启动适用于正反向变化多，启动 频繁的高速轴。频繁的高速轴。适
11、用范围：适用范围：-12-12t t660 0，v8000 r/min v8000 r/min 能补偿较大的轴向位移，并能补偿较大的轴向位移，并允许微量的径向位移和角位允许微量的径向位移和角位移。移。两种柱销4、梅花形弹性联轴器、梅花形弹性联轴器工作温度：工作温度：-35-35+80+80,传递扭矩：传递扭矩：T=16T=16结构：结构：半联轴器与轴的配合可以做成圆柱形或圆锥形，半联轴器与轴的配合可以做成圆柱形或圆锥形，中间的弹性元件形状似梅花，故得名。选用不中间的弹性元件形状似梅花，故得名。选用不 同硬度的矩胺酯橡胶，铸形尼龙等材料制造。同硬度的矩胺酯橡胶，铸形尼龙等材料制造。A-AAA潘存
12、云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制6、星形弹性联轴器、星形弹性联轴器结构：结构：两个半联轴器上均制有凸牙，用橡胶等材料制两个半联轴器上均制有凸牙，用橡胶等材料制成星形弹性元件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工成星形弹性元件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工作时，星形弹性元件受压冰传递扭矩。作时，星形弹性元件受压冰传递扭矩。应用范围：应用范围：允许两轴的相对径向位移约为：允许两轴的相对径向位移约为：0.2 mm，偏角位移约为：偏角位移约为：1 30作用：作用：在机器运转过程中，使两轴随时接合或分离；在机器运转过程中，使两轴随时接合或分离；用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向；用来操纵机器传
13、动的断续，以便进行变速或换向；离合器离合器分分类类一、离合器的分类一、离合器的分类 按其工作原理分按其工作原理分 机械离合器机械离合器电磁离合器电磁离合器液压离合器液压离合器气压离合器气压离合器 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嵌入式嵌入式摩擦式摩擦式按离合控制方法分按离合控制方法分操纵式操纵式自动式自动式按操纵方式分按操纵方式分二、对离合器的基本要求二、对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作 准确可靠；准确可靠；结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作
14、安全，效率高；安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；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。操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。潘存云教授研制1)1)牙嵌式离合器牙嵌式离合器结构结构:由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。固定套筒固定套筒活动套筒活动套筒滑环滑环对中环对中环工作原理：工作原理：利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。三、常用离合器简介三、常用离合器简介 潘存云教授研制牙型牙型3030 4040 2 2 8 8 2 2 8
15、8 6060 三角形三角形梯梯 形形锯齿形锯齿形-传递中小转矩、牙数为传递中小转矩、牙数为1660-传递较大转矩、牙数为传递较大转矩、牙数为315梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。锯齿形只能单向工作。锯齿形只能单向工作。反转时具有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。制造要求：制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。潘存云教授研制232)2)单片式圆盘单片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=Fa f Rf结构：结构：由固定圆盘由固定圆盘1、活动圆盘、活动圆盘2、滑环组成。、滑环组成。工作原理：工作原理：移动滑
16、环，可实现两圆盘的结合与分离，靠移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠 摩擦力带动从动轴转动。摩擦力带动从动轴转动。2.2.过载时打滑，起保护作用；过载时打滑，起保护作用；3.3.结合平稳、冲击和振动小。结合平稳、冲击和振动小。优点：优点：1.1.在任何转速条件下两轴都在任何转速条件下两轴都可以进行结合；可以进行结合；Fa213Fa1Rf缺点：缺点：结合过程中不可避免出现结合过程中不可避免出现 打滑，引起磨损和发热；打滑，引起磨损和发热；潘存云教授研制主动摩擦片主动摩擦片杠杆杠杆滑环滑环工作原理：工作原理：移动滑环，移动滑环，通过杠杆作用，压紧通过杠杆作用，压紧或放松磨擦片，来实或放松磨擦片，来实现两轴的结合与分离。现两轴的结合与分离。调整螺母调整螺母被动摩擦片被动摩擦片潘存云教授研制3)3)多片式圆盘多片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器结构特点：结构特点：多个摩擦片叠加在一起；多个摩擦片叠加在一起；三维动画