新北科大《机械设计》内部学习辅导资料（包括重点难点分析、典型题解析、自测题等）第12章 联轴器、离合器和制动器.pdf

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1、机械设计基础近机类学习指导12-1返回目录第十二章 联轴器第十二章 联轴器离合器和制动器离合器和制动器12.1 教学基本要求12.1 教学基本要求1熟练掌握几种常用类型的特点和应用场合2掌握联轴器离合器和制动器在机械中的地位和作用3掌握它们的选择原则和计算转矩的确定和选择计算方法12.2 重点与难点分析12.2 重点与难点分析本章的重点是本章的重点是联轴器联轴器离合器及制动器的功用离合器及制动器的功用类型特点及选择类型特点及选择 1联轴器的功用联轴器的功用类型类型特点及选择特点及选择 1联轴器的功用 联轴器是将两轴轴向连接起来并传递转矩及运动的部件具有一定的补偿两轴偏移的能力为了减少机械传动系

2、统的振动降低冲击尖峰载荷联轴器还应具有一定的缓冲减振性能联轴器有时也兼有过载安全保护作用 2联轴器的类型特点刚性联轴器刚性联轴器刚性联轴器不具有补偿被连两轴轴线相对偏移的能力也不具有缓冲减振性能但结构简单价格便宜只有在载荷平稳转速稳定能保证被连两轴轴线相对偏移极小的情况下才可选用刚性联轴器挠性联轴器挠性联轴器具有一定的补偿被连两轴轴线相对偏移的能力最大量随型号不同而异 无弹性元件的挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器 承载能力大但也不具有缓冲减振性能在高速或转速不稳定或经常正反转时有冲击噪声适用于低速重载转速平稳的场合 非金属弹性元件的挠性联轴器非金属弹性元件的挠性联轴器 在转速不平稳时有很好的缓

3、冲减振性能但由于非金属橡胶尼龙等弹性元件强度低寿命短承载能力小不耐高温和低温故适用于高速轻载和常温的场合 金属弹性元件的挠性联轴器金属弹性元件的挠性联轴器 除了具有较好的缓冲减振性能外承载能力较大适用于速度和载荷变化较大及高温或低温场合机械设计基础近机类学习指导12-2 安全联轴器安全联轴器在结构上的特点是存在一个保险环节如销钉可动连接等其只能承受限定载荷当实际载荷超过事前限定的载荷时保险环节就发生变化截断运动和动力的传递从而保护机器的其余部分不致损坏即起安全保护作用 起动安全联轴器起动安全联轴器除了具有过载保护作用外还有将机器电动机的带载起动转变为近似空载起动的作用 3联轴器选择原则1转矩

4、TT 增大选刚性联轴器无弹性元件或有金属弹性元件的挠性联轴器T 有冲击振动选用带有弹性元件的挠性联轴器2转速 nn 升高选非金属弹性元件的挠性联轴器3对中性对中性好选刚性联轴器需补偿时选挠性联轴器4装拆考虑装拆方便选可直接径向移动的联轴器5环境若在高温下工作不可选有非金属元件的联轴器6成本同等条件下尽量选择价格低维护简单的联轴器 2离合器的功用离合器的功用类型类型特点及选择特点及选择1离合器的功用 离合器可在电动机不停的状态下进行两轴轴向连接或分离2离合器的类型特点操纵离合器操纵离合器接合与分离由外界操纵的离合器自动离合器自动离合器在工作时能自动完成接合和分离的离合器*安全离合器安全离合器 当

5、传递的转矩达到某一限定值时就能自动分离的离合器*离心离合器离心离合器 当轴的转速达到某转速时靠离心力能自行接合或超过某一转速时靠离心力能自动分离的离合器*超越离合器超越离合器 根据主从动轴间的相对速度差的不同以实现接合或分离的离合器3离合器的选择 根据机器的工作特点和使用条件按各种离合器的性能特点确定离合器的类型 3制动器的功用制动器的功用类型类型特点及选择特点及选择机械设计基础近机类学习指导12-31制动器的功用 制动器是使机器在很短时间内停止运转并闸住不动的装置制动器也可在短期内用来减低或调整机器的运转速度2制动器的类型特点1按用途分类停止式起停止和支持运动物体的作用调速式除上述作用外还可

6、调节物体运动速度2按结构特征分类块式带式和盘式3按操纵方式分类手动自动和混合式3制动器的选择 根据机器的工作特点和使用条件按各种制动器的性能特点确定制动器的类型按额定制动力矩是选择制动器型号的主要依据所需制动力矩根据不同机械设备的具体情况确定12.3 典型例题分析12.3 典型例题分析例例 12-1 图 12-1 为一带式运输机试选择电动机与减速器间联轴器电动机转速 n=970 r/min减速器为非标准减速器减速器输入功率 P=9 kW其中电动机输出轴直径d1=42 mm 轴头长度E1=110 mm 初定减速器输入轴直径d2=24mm轴头长度 E2=30 mm图 12-1解解1类型选择类型选择

7、带式运输机载荷平稳且为高速轴所以选择非金属弹性元件的挠性机械设计基础近机类学习指导12-4联轴器本题选用弹性柱销联轴器2 2型号选择型号选择 联轴器计算扭矩 nPKKTTC9550=已知 P=9kWn=970r/min由表 18-1 查得 K=1.3m115.2N97091.395509550=mNnPKKTTC由机械设计手册选 HL1 型弹性柱销联轴器 mN 160=T但轴孔直径不符合要求重选 HL3 型弹性柱销联轴器 mN 630=Td1=42 mm E1=110 mm符合要求但轴孔直径 dmin=30 mm由于电动机及联轴器均为标准件不能更改只有减速器为非标准件所以只能调整减速器轴径为

8、d2=30 mmE2=60 mm 3较核最大转速较核最大转速 nn minr 5000 min r 970=nn满足要求结论结论 6030J11242L1HL联轴器 GB/T50141985例例 12-2 图 12-2 为汽车变速箱中轮系机构简图其中 AB 为分别联于主从动轴的两部分的离合器试确定离合器型号图 12-2解解1类型选择由于在同一变速箱中两轴对中性好选用牙嵌式离合器 2尺寸号选择机械设计基础近机类学习指导12-51确定计算转矩m45Nm30N1.5=KTTC2确定离合器尺寸为梯形牙 轴径 d=25 mm 轴头长度 L=38 mm 许用转矩 m65N=nT 其它结构尺寸及载荷系数 K

9、见张展主编的联轴器离合器与制动器设计选用手册例例 12-3 图 12-3 为一起重机提升机构制动器设置在高速轴上设机构工作持续率或机械接电持续率为 25%制动轮所在轴的力矩 TZ=150 Nm制动轮直径 D=400mm试选择制动器 图 12-3解解 由于为提升机构选用常闭型考虑结构简单安装方便附加载荷小等特点选电磁双瓦块制动器eZZZZCTTKT=式中75.1=ZK mN=262.5m15N1.75ZZZCTKT m315N=eZT eZZCTT 可选用结论 制动器 MWZ400315 JB/T 7685.11995机械设计基础近机类学习指导12-612.412.4 自测试题自测试题12.4.

10、1 选择题12.4.1 选择题1下列联轴器中_具有良好的补偿综合位移的能力1凸缘联轴器 2夹壳联轴器 3齿轮联轴器4十字滑块联轴器2凸缘联轴器是一种_联轴器1 刚性 2无弹性元件挠性 3金属弹性元件挠性4非金属弹性元件挠性3齿轮联轴器是属于_联轴器1 刚性 2无弹性元件挠性 3金属弹性元件挠性4非金属弹性元件挠性4在载荷不平稳且有较大冲击和振动的情况下一般宜选用_联轴器1刚性2无弹性元件挠性3有弹性元件挠性4安全5十字滑块联轴器主要用于补偿两轴的_1综合误差 2角度误差 3轴向误差4径向误差6_联轴器必须成对使用才能保证主动轴与从动轴角速度随时相等1 凸缘联轴器 2齿轮联轴器 3万向联轴器 4

11、十字滑块联轴器7用联轴器联接的两轴若主动轴直径为 d1从动轴直径为 d2则_1d1d22d1d2 3d1=d2 4d1d2可以不相等8两轴对中性不好会使轴_1使用寿命增加 2产生附加载荷3受载均匀 4没有影响9用绞制孔螺栓来连接的凸缘联轴器在传递转矩时_1螺栓的横截面受剪切 2螺栓与螺栓孔接触面受挤压机械设计基础近机类学习指导12-73螺栓同时受剪切与挤压 4螺栓受拉伸与扭转10 在载荷平稳且对中准确的情况下 若希望寿命较长 则宜选用_联轴器1 刚性 2无弹性元件挠性 3.金属弹性元件挠性 4非金属弹性元件挠性11一般情况下为了联接电动机轴和减速器轴如果要求有弹性而且尺寸较小下列联轴器中最适宜

12、采用_1凸缘联轴器 2夹壳联轴器3轮胎联轴器 4弹性柱销联轴器12在以下四点中_不属于轮胎联轴器的特点1富有弹性 2结构紧凑 3扭转刚度小 4缓冲性能好13在载荷比较平稳冲击不大希望联轴器尺寸较小但两轴线具有一定程度的相对偏移量的情况下通常宜采用_联轴器1 刚性 2无弹性元件挠性 3非金属性元件挠性 4金属弹性元件挠性14牙嵌式离合器中不采用的牙形是_1矩形2梯形3三角形4圆弧形15在牙嵌式离合器中常用基本牙型有1三角形2梯形3矩形4锯齿形其中_牙型使用较少主要原因是_1传递转矩小 2牙强度不高3不便接合与分离 4只能传递单向转矩16使用_时只能在低速或停车后离合否则会产生严重冲击甚至损坏离合

13、器1摩擦离合器 2牙嵌离合器3安全离合器 4超越(定向)离合器17牙嵌式离合器的下列优点中_是错误的1 传递转矩较大 2结构紧凑 3接合时平稳冲击较小 4接合比较可靠机械设计基础近机类学习指导12-818下列三种安全离合器中在过载引起离合器分离以后_必须更换零件才能恢复连接1摩擦式安全离合器 2销钉式安全离合器3牙嵌式安全离合器19在不增大径向尺寸的情况下提高圆盘摩擦离合器承载能力的最有效措施是_1 更换摩擦盘材料 2增大轴的转速 3增加摩擦盘数目 4使离合器在油中工作20离心离合器当主轴达到一定 时能自动与从动轴接合或者能自动与从动轴分开1转速 2转矩 3功率 4径向力21剪销式安全离合器宜

14、于用来限制离合器所传递的_1功率 2转速 3转矩 4最大冲击载荷22汽车的主制动器常采用_起重机械中的提升机构常采用_1常闭式 2常开式23主要考虑减小制动力矩制动器一般应安装在_轴上1高速 2低速 3中速 4任何24主要考虑保证安全制动器一般应安装在_轴上1高速 2低速 3中速 4任何12.4.2 判断题12.4.2 判断题正确正确错误错误1联轴器和离合器主要用来联接两轴用离合器时要经拆卸才能把两轴分开用联轴器时则无需拆卸就能使两轴分离或接合()2齿轮联轴器蛇形弹簧联轴器弹性柱销联轴器都属于挠性联轴器()3凸缘联轴器链式联轴器夹壳联轴器都属于刚性联轴器()4挠性联轴器可以分为无弹性元件金属弹

15、性元件非金属弹性元件挠性联轴器三种()5刚性联轴器在安装时要求两轴严格对中而挠性联轴器在安装时则不必考虑对中问题()机械设计基础近机类学习指导12-96联轴器联接的两轴直径必须相等否则无法工作()7多片式摩擦离合器的摩擦片数越多接合越不牢靠因而传递的转矩也越小()8摩擦离合器对两轴之间的分离或接合都是在停止转动的条件下进行()9离心离合器的工作原理是利用离心力的作用当主轴达到一定转速时能自动与从动轴接合或者能自动与从动轴分开()10安全离合器的作用是当工作转速超过机器允许的转速时连接件将发生打滑从而保护机器中重要零件不致损坏()11销钉剪断式离合器中销钉外面套的钢套是考虑更换方便()12制动器除可起制动作用外还可起减速作用()13起重机提升机构中的制动器常选用常开式制动器()返回目录