联轴器离合器和制动器机械设计基础老师讲课.pptx

教学要求、重点与难点教学要求、重点与难点 一、教学要求 了解常用联轴器、离合器的主要类型和用途；了解常用联轴器的结构、工作原理、特点、影响工作性能的因素，以及选择方法；了解常用离合器的结构、工作原理、性能、特点、及选择方法。二、教学重点与难点 重点：最常用的几种联轴器特点、结构和应用；区别联轴器和离合器。难点：联轴器和离合器类型的选择与确定。第1页/共34页联轴器与离合器的异同点：相同点：联接两轴传递运动和转矩。不同点：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。制动器：对机器的运动件施加阻力或阻力矩，使机械运转速度降低或迫使机械停止运转的装置。第一节概 述第2页/共34页轴向位移径向位移角位移综合位移轴的相对位移轴的相对位移第二节第二节 联轴器联轴器 第3页/共34页刚性联轴器挠性联轴器 凸缘联轴器十字滑块联轴器万向联轴器齿轮联轴器可以补偿位移套筒联轴器无位移补偿能力对中性要求高。无弹性元件有弹性元件缓冲吸振，用于起动频繁、高速变载以及经常正反转的场合。弹性圈柱销联轴器尼龙柱销联轴器轮胎联轴器 一、联轴器的类型（可移式刚性联轴器）第4页/共34页1、套筒联轴器二、刚性联轴器特点：结构简单，但不能缓冲、吸振。适用于两轴严格对中、载荷平稳的场合。第5页/共34页2、凸缘联轴器特点：结构简单，传递转矩较大，但不能缓冲、吸振。适用于两轴严格对中、载荷平稳的场合。型式：有对中榫的凸缘联轴器普通凸缘联轴器-靠铰制孔螺栓对中。-靠榫头对中。第6页/共34页1、十字滑块联轴器、十字滑块联轴器特点：转速高时，十字滑块因偏心离心力大，磨损快。适用于低速，三、无弹性元件挠性联轴器第7页/共34页2、齿式联轴器优点：传递转矩较大，补偿适量的综合位移。缺点：结构笨重，成本较大。适用于重型机械。第8页/共34页3、万向联轴器、万向联轴器第9页/共34页1)1)单万向联轴器的速度特性：当主动叉是等角速转动时，从动叉是变角速转单万向联轴器的速度特性：当主动叉是等角速转动时，从动叉是变角速转 动。动。如图所示，假设叉轴如图所示，假设叉轴1 1以等角速以等角速1 1旋转，当万向节处于图旋转，当万向节处于图a a所示位置时，所示位置时，A A点的点的瞬时线速度可从叉轴瞬时线速度可从叉轴1 1和叉轴和叉轴2 2两个方面求出：两个方面求出：V VA A=1 1r=r=2 2rcos rcos 所以所以2 2=1 1/cos /cos 此时此时2 21 1 当叉轴当叉轴1 1转过转过90900 0至图至图b b所示位置时，十字轴上所示位置时，十字轴上B B点的瞬时线速度可从叉轴点的瞬时线速度可从叉轴1 1和叉和叉轴轴2 2两个方面求出：两个方面求出：V VB B=1 1rcos=rcos=2 2r r 所以所以2 2=1 1cos cos 此时此时2 21 1 a)b)第10页/共34页设计：潘存云设计：潘存云双万向联轴器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：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 角应相等；中间轴两端的叉面应在同一平面内。C2121C第11页/共34页四、弹性元件挠性联轴器四、弹性元件挠性联轴器 1、弹性套柱销联轴器特点：结构简单，装配方便，能缓冲、吸振。但弹性圈易损坏，寿命低。用于中、小载荷的高速轴上。第12页/共34页2、弹性柱销联轴器特点：结构简单，制造容易，传递转矩能力较大，能缓冲、吸振，补偿位移较小。适用于正反转、启动频繁的高低速轴。第13页/共34页设计：潘存云3、轮胎式弹性联轴器特点：轮胎环D D止退垫板结构简单、易于变形。允许较大的综合位移。适用于启动频繁、正反向运转、有冲击振动、有较大轴向位移、潮湿多尘的场合。第14页/共34页四、联轴器的选择四、联轴器的选择1、选联轴器类型；2、计算传递的扭矩；3、确定联轴器型号。刚性联轴器刚性联轴器 用于载荷平稳，转速稳定，同轴度好，载荷平稳，转速稳定，同轴度好，无相对位移无相对位移的场合。无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器 用于有相对位移有相对位移场合。弹性联轴器弹性联轴器用于载荷和速度变化较大处，同轴度不易保证的场合。计算转矩：计算转矩：T Tc c=K=KA AT TK KA A为工况系数；为工况系数；T T为名义转矩；为名义转矩；第15页/共34页表17-1 工作情况系数KA工 作 机 原动机为电动机时发电机、小型通风机、小型离心机 1.3透平压缩机、木工机械、输送机 1.5搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 1.7织布机、水泥搅拌机、拖拉机 1.9挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 2.3第16页/共34页例例17-l 17-l 电电动动机机经经减减速速器器拖拖动动水水泥泥搅搅拌拌机机工工作作。已已知知电电动动机机的的功功率率P P11 11 kWkW，转转速速n n970970 r/minr/min，电电动动机机轴轴的的直直径径和和减减速速器器输输入入轴轴的的直直径径均均为为 42 42 mmmm，试选择电动机与减速器之间的联轴器。，试选择电动机与减速器之间的联轴器。解：（解：（1 1）选择类型：为了缓和冲击和减轻振动，）选择类型：为了缓和冲击和减轻振动，选用弹性套柱销联轴器。选用弹性套柱销联轴器。108108 N Nm m（2 2）求计算转矩）求计算转矩第17页/共34页 由表由表 17-117-1查得，工作机为水泥搅拌机时工作查得，工作机为水泥搅拌机时工作情况系数情况系数K KA A=1.9=1.9，故计算转矩，故计算转矩Nm 由设计手册中选取弹性套柱销联轴器由设计手册中选取弹性套柱销联轴器TL 6TL 6。它。它的公称扭矩（即许用转矩）为的公称扭矩（即许用转矩）为 250 N250 Nm m，半联轴，半联轴器材料为钢时，许用转速为器材料为钢时，许用转速为 3800 r/min3800 r/min，允许的，允许的轴孔直径在轴孔直径在32-42 mm32-42 mm之间。以上数据均能满足本题之间。以上数据均能满足本题的要求，故合用。的要求，故合用。（3 3）确定型号）确定型号第18页/共34页一、离合器的要求一、离合器的要求 离合器应该操纵方便省力、离合迅速平稳、动作准确、结构简单。二、离合器的分类二、离合器的分类 机械式离合器 气动式离合器 外力操纵 液压式离合器 电磁式离合器 超越离合器 自动操纵 离心离合器 安全离合器离合器第三节第三节 离合器离合器第19页/共34页设计：潘存云1、牙嵌式离合器、牙嵌式离合器结构：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。固定套筒活动套筒滑环对中环特点：结构简单，外廓尺寸小，能特点：结构简单，外廓尺寸小，能传递较大的转矩，只宜在两轴静止传递较大的转矩，只宜在两轴静止或转速差很小时接合或分离。或转速差很小时接合或分离。第20页/共34页牙型3030 4040 2 2 8 8 2 2 8 8 6060 三角形三角形梯梯 形形锯齿形锯齿形-传递中小转矩传递中小转矩-传递较大转矩传递较大转矩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。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。第21页/共34页设计：潘存云2、摩擦离合器、摩擦离合器123a a、单片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器缺点：结合过程中不可避结合过程中不可避免出现打滑，引起磨损和免出现打滑，引起磨损和发热；发热；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：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；Fa213FaRf摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=Fa f Rf第22页/共34页设计：潘存云主动摩擦片杠杆滑环调整螺母被动摩擦片b b、多片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器结构特点：多个摩擦片叠加在一起；第23页/共34页摩擦片数量z z传递扭矩传递扭矩T 但z z过大将使各层间压力不均匀，一般取:z=1215摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=z Fa f Rfz Fa f(D1+D2)=4 KA T4 Fap=(D1+D2)表面压强表面压强:p D1D2第24页/共34页3 3、磁粉离合器、磁粉离合器第25页/共34页4 4、安全离合器、安全离合器安全离合器：具有过载保护作用。安全离合器：具有过载保护作用。（1 1）牙嵌式安全离合器牙嵌式安全离合器：当转矩超过限定值时，接合牙伤的轴向力克服弹簧：当转矩超过限定值时，接合牙伤的轴向力克服弹簧压紧力和摩擦阻力而使离合器分离。压紧力和摩擦阻力而使离合器分离。（2 2）摩擦式安全离合器摩擦式安全离合器：无操纵结构，用弹簧力将摩擦片压紧。过载时，摩：无操纵结构，用弹簧力将摩擦片压紧。过载时，摩擦片打滑。擦片打滑。第26页/共34页5.定向(超越)离合器第27页/共34页三、离合器的选择三、离合器的选择 离合器的选择首先是根据工作条件和使用要求，离合器的选择首先是根据工作条件和使用要求，确定离合器类型，然后根据轴径、计算转矩和确定离合器类型，然后根据轴径、计算转矩和转速的大小查手册选用型号。转速的大小查手册选用型号。与联轴器相同，应满足：与联轴器相同，应满足：TcT nn TcT nn 第28页/共34页1、带式制动器第四节 制动器第29页/共34页块式制动器工作原理图 2、块式制动器第30页/共34页3、内张蹄式制动器1.制动踏板 2.推杆 3.主缸活塞 4.制动主缸 5.油管 6.制动轮缸 7.轮缸活塞 8.制动鼓 9.摩擦片 10.制动蹄 11.制动底板 12.支承销 13.制动蹄回位弹簧 第31页/共34页本章小结 1.联轴器、离合器型号已标准化，它们的设计主要是从标准化的类型中选择。选择时应根据设计要求对主要参数进行计算，再按设计准则选择满足设计要求的联轴器、离合器；2.联轴器是用于联接两轴。刚性联轴器结构简单、成本低，可传递较大的转矩，但它补偿能力差，故对两轴对中性要求很高，一般用于速度低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好的场合；相反，应考虑选择弹性联轴器。第32页/共34页作 业17-1 联轴器和离合器的异同点有哪些？17-2 常用的联轴器有哪些类型有？并说明其特点和应用。17-3 刚性联轴器与弹性联轴器有什么差别？它们各适用于哪种情况？17-4 如何选择联轴器？17-5 为什么齿轮联轴器是刚性能补偿两轴的位移？17-6 牙嵌离合器和摩擦离合器有何特点？第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页