1、17-1 聯軸器、離合器的類型和應用聯軸器、離合器的類型和應用17-2 固定式剛性聯軸器固定式剛性聯軸器17-3 可移動剛性聯軸器可移動剛性聯軸器17-4 彈性聯軸器彈性聯軸器17-5 牙嵌式離合器牙嵌式離合器17-6 摩擦離合器摩擦離合器第第1717章章 聯軸器、離合器和制動器聯軸器、離合器和制動器17-7 磁粉離合器磁粉離合器17-8 定向離合器定向離合器17-9 制動器制動器17-1 聯軸器、離合器聯軸器、離合器的類型和應用的類型和應用工作特點：工作特點：聯軸器用于剛性靜態聯接；而離合器則用聯軸器用于剛性靜態聯接；而離合器則用 于于兩軸之間的動態聯接。兩軸之間的動態聯接。分類：分類：彈性

2、聯軸器彈性聯軸器剛性聯軸器剛性聯軸器固定式聯軸器固定式聯軸器移動式聯軸器移動式聯軸器作用：作用：主要用于主要用于將兩根軸聯接在一起，使它們一起旋將兩根軸聯接在一起，使它們一起旋 轉，并傳遞扭矩。轉，并傳遞扭矩。聯軸器聯軸器牙嵌式離合器牙嵌式離合器離合器離合器摩擦式離合器摩擦式離合器電磁離合器電磁離合器自動離合器自動離合器應用實例：應用實例：手腕驅動機構手腕驅動機構、汽車后橋驅動、車輛啟停等。、汽車后橋驅動、車輛啟停等。聯軸器、離合器聯軸器、離合器大都已經標準化了，可直接選用。大都已經標準化了，可直接選用。工作條件工作條件=選類型選類型轉矩轉矩轉速轉速軸徑軸徑=確定型號與規格確定型號與規格計算轉

3、矩：計算轉矩： Tc=KATKA為工作情況系數；為工作情況系數；T為名義轉矩；為名義轉矩；表表17-1 工作情況系數工作情況系數KA工工 作作 機機 原動機為電動機時原動機為電動機時發電機、小型通風機、小型離心機發電機、小型通風機、小型離心機 1.3透平壓縮機、木工機械、輸送機透平壓縮機、木工機械、輸送機 1.5攪拌機、增壓機、有飛輪的壓縮機攪拌機、增壓機、有飛輪的壓縮機 1.7織布機、水泥攪拌機、拖拉機織布機、水泥攪拌機、拖拉機 1.9挖掘機、起重機、碎石機、造紙機械挖掘機、起重機、碎石機、造紙機械 2.3y yx x 兩軸線的相對位移兩軸線的相對位移: : 軸向、徑向、角度、綜合。軸向、徑

4、向、角度、綜合。 17-3 可移動剛性聯軸器可移動剛性聯軸器由于制造、安裝或工作時零件的變形等原因，被聯接的兩軸不一定度能精確對中，因此會出現兩軸之間的軸向位移、徑向位移和角位移，或其組合。聯接特點：聯接特點：構成動聯接，具有一個或幾個方向的活動度。構成動聯接，具有一個或幾個方向的活動度。 能補償兩軸的相對位移。能補償兩軸的相對位移。 x xy y軸向軸向如果聯軸器沒有適應這種相對位移的能力就會在聯軸器、軸和軸承中引起附加載荷，甚至引起強烈振動。優點：優點：傳遞扭矩大、能補償綜合位移。傳遞扭矩大、能補償綜合位移。缺點：缺點：結構笨重、造價高。結構笨重、造價高。應用：應用：用于重型傳動。用于重型

5、傳動。二、滑塊聯軸器二、滑塊聯軸器結構：結構：兩個端面開有徑向凹槽的半聯軸器，兩端各具兩個端面開有徑向凹槽的半聯軸器，兩端各具有凸榫的中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽有凸榫的中間滑塊，且兩端榫頭互相垂直，嵌入凹槽中，構成移動副。中，構成移動副。工作工作原理：原理：當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹當兩軸存在不對中和偏斜時，滑塊將在凹槽內滑動。槽內滑動。優缺點：優缺點：結構簡單、制造容易。滑塊因偏心產生離心結構簡單、制造容易。滑塊因偏心產生離心力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。力和磨損，并給軸和軸承帶來附加動載荷。適用范圍：適用范圍：3030, , y y0.04d0.04d，v30

6、0 r/minv300 r/min y y三、萬向聯軸器三、萬向聯軸器作用：作用：用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。共軸、 有夾角應用：應用：廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統中。廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統中。單萬向聯軸器單萬向聯軸器vA1 = r1結構特點：結構特點：兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈與中間的與中間的“十字形十字形”構件相聯，構件相聯，“十字形十字形”構件的中構件的中心位于兩軸交點處，心位于兩軸交點處，運動分析

7、：運動分析：兩軸平均傳動比為兩軸平均傳動比為1，但，但瞬時傳動比是動態變化的。瞬時傳動比是動態變化的。在圖示位置在圖示位置I, 以軸以軸1為參考為參考系，對系，對A點有點有 ： 以軸以軸2為參考系，對為參考系，對A點有點有 ：vA2 = r2A2A1 1Brr= r cos 2顯然有顯然有 ： vA1 = vA2 =0=04545軸間角為軸間角為 ： r”其它位置：其它位置：代入得：代入得：1 1BBA2在圖示位置在圖示位置II, 以軸以軸2為參考為參考系，對系，對B點有點有 ： vB2 = r”2以軸以軸1為參考系，對為參考系，對B點有點有 ：vB1 = r”1= 1 r cos同樣有同樣有

8、 ： vB1 = vB2 r代入得：代入得：2=1 cos2 1=”2 11cos1cos 2 2 1 =cos2 2.雙萬向鉸鏈機構雙萬向鉸鏈機構將兩個單萬向鉸鏈機構串聯使用，構成雙萬向鉸鏈機構。將兩個單萬向鉸鏈機構串聯使用，構成雙萬向鉸鏈機構。安裝要求：安裝要求：主動、從動、中間三軸共面；主動、從動、中間三軸共面；主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾 角應相等；角應相等；中間軸兩端的叉面應在同一平面內。中間軸兩端的叉面應在同一平面內。C2121C為了消除從動軸變速轉動的缺點，常3. 小型雙萬向聯軸器小型雙萬向聯軸器 結構如圖所示，通常采用合金

9、鋼制造。結構如圖所示，通常采用合金鋼制造。AAA-AAAAA一、彈性套柱銷聯軸器一、彈性套柱銷聯軸器17-4 彈性聯軸器彈性聯軸器結構特點：結構特點：外觀與凸緣聯軸器相似，用帶橡膠彈性套外觀與凸緣聯軸器相似，用帶橡膠彈性套的柱銷聯接兩個半聯軸器。的柱銷聯接兩個半聯軸器。預留安裝空間以便與更換橡膠套預留安裝空間以便與更換橡膠套 A預留間隙以補償預留間隙以補償軸向位移。軸向位移。c圓柱孔圓柱孔圓錐孔圓錐孔二、彈性柱銷聯軸器二、彈性柱銷聯軸器結構：結構：用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯軸器凸緣的孔用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯軸器凸緣的孔中。中。尼龍銷尼龍銷擋板擋板cc銷與擋板之銷與擋板之間留有間隙間留有

10、間隙結構簡單、更換柱銷方便。結構簡單、更換柱銷方便。特點：特點：上述兩種聯軸器的動力通過彈性上述兩種聯軸器的動力通過彈性元件傳遞，緩和沖擊、吸收振動。元件傳遞，緩和沖擊、吸收振動。應用：應用：適用于正反向變化多，啟適用于正反向變化多，啟動動 頻繁的高速軸。頻繁的高速軸。適用范圍：適用范圍：-12-12t t660 0， v8000 r/min v8000 r/min 能補償較大的軸向位移，并能補償較大的軸向位移，并允許微量的徑向位移和角位允許微量的徑向位移和角位移。移。兩種柱銷17-5 牙嵌式離合器牙嵌式離合器結構：結構：由端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環組成。由端面帶牙的固定套筒、活動套

11、筒、對中環組成。 固定套筒固定套筒活動套筒活動套筒滑環滑環對中環對中環工作原理：工作原理： 利用操縱桿移動滑環，實現兩套筒的結合與分離。利用操縱桿移動滑環，實現兩套筒的結合與分離。 牙型牙型303040402 28 82 28 86060三角形三角形梯梯 形形鋸齒形鋸齒形-傳遞中小轉矩、牙數為傳遞中小轉矩、牙數為1660-傳遞較大轉矩、牙數為傳遞較大轉矩、牙數為315梯形牙可以補償磨損后的牙側間隙。梯形牙可以補償磨損后的牙側間隙。鋸齒形只能單向工作。鋸齒形只能單向工作。反轉時具有較大的軸向分力，會迫使離合器自行分離。制造要求：制造要求：各牙應精確等分，以使載荷均勻分布。各牙應精確等分，以使載荷

12、均勻分布。特點：特點：結構簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉矩。結構簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉矩。材料：材料：低碳合金鋼：低碳合金鋼：20Cr 、 20MnB。滲碳淬火后牙面滲碳淬火后牙面硬度：硬度：5662 HRC;中碳合金鋼：中碳合金鋼：40Cr 、 45MnB。表面淬火后牙面表面淬火后牙面硬度：硬度：4858 HRC;承載能力：承載能力：取決于齒根的彎曲強度取決于齒根的彎曲強度:hKATzWD0b b= = b b 2KATzD0ah p = = p W-齒根彎曲截面系數；齒根彎曲截面系數；D0-牙平均直徑；牙平均直徑；a-牙的寬度。牙的寬度。D0ah式中：式中：h為牙齒高度；為牙齒

13、高度；z為牙齒數；為牙齒數；17-6 摩擦離合器摩擦離合器123一、單片式圓盤一、單片式圓盤摩擦離合器摩擦離合器摩擦扭矩摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf結構：結構：由固定圓盤由固定圓盤1、活動圓盤、活動圓盤2、滑環組成。、滑環組成。 工作原理：工作原理：移動滑環，可實現兩圓盤的結合與分離，靠移動滑環，可實現兩圓盤的結合與分離，靠摩擦力帶動從動軸轉動。摩擦力帶動從動軸轉動。 缺點：缺點：結合過程中不可避免出現打滑，結合過程中不可避免出現打滑，引起磨損和發熱；引起磨損和發熱； 2. 2.過載時打滑，起保護作用；過載時打滑，起保護作用； 3. 3.結合平穩、沖擊和振動小。結合平穩、沖擊和振動小。

14、優點：優點： 1.1.在任何轉速條件下兩軸都在任何轉速條件下兩軸都可以進行結合；可以進行結合；FaRf213Fa主動摩擦片主動摩擦片杠桿杠桿滑環滑環調整螺母調整螺母被動摩擦片被動摩擦片二、多片式圓盤二、多片式圓盤摩擦離合器摩擦離合器結構特點：結構特點：多個摩擦片疊加在一起；多個摩擦片疊加在一起；工作原理：工作原理：移動滑移動滑環，通過杠桿作用，環，通過杠桿作用，壓緊或放松磨擦片，壓緊或放松磨擦片，來實現兩軸的結合與來實現兩軸的結合與分離。分離。 摩擦片材料：摩擦片材料：淬火鋼片、壓制石棉片。淬火鋼片、壓制石棉片。 摩擦片數量摩擦片數量z z傳遞扭矩傳遞扭矩T 但但z z過大將使各層間壓力不均勻

15、，一般取過大將使各層間壓力不均勻，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)表面壓強表面壓強:p D1D2有潤滑劑有潤滑劑 無潤滑劑無潤滑劑 p/ MPa表表17-2 常用摩擦片材料的常用摩擦片材料的 f 和和 p 摩擦片材料摩擦片材料 f 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器鑄鐵鑄鐵鑄鐵或鋼鑄鐵或鋼 0.050.06 0.15 0.2 0.250.30淬火鋼淬火鋼淬火鋼淬火鋼 0.050.06 0.18 0.60.8青銅青銅鋼或鑄鐵鋼或鑄鐵 0.08 0.17 0.18 0.40.5壓制石棉壓制

16、石棉鋼或鑄鐵鋼或鑄鐵 0.12 0.3 0.5 0.200.30對于頻繁啟動的離合器，可將表中對于頻繁啟動的離合器，可將表中p降低降低1530%。類型類型反應敏捷，但摩擦片易磨損。反應敏捷，但摩擦片易磨損。油式磨擦離合器油式磨擦離合器干式磨擦離合器干式磨擦離合器磨損輕微、壽命長、并能磨損輕微、壽命長、并能 在繁重的條件下運轉。在繁重的條件下運轉。離合器的操縱方式離合器的操縱方式機械力機械力電磁力電磁力氣動力氣動力液壓力液壓力810 三、圓錐式三、圓錐式摩擦離合器摩擦離合器結構：結構：錐臺表面為摩擦接觸面。錐臺表面為摩擦接觸面。優點：優點：由于采用了槽面摩擦原理，由于采用了槽面摩擦原理，因此只需

17、要很小的操縱力即能使因此只需要很小的操縱力即能使離合器傳遞較大的轉矩。離合器傳遞較大的轉矩。缺點：缺點：徑向尺寸較大，不如多盤式緊湊。徑向尺寸較大，不如多盤式緊湊。磁粉材料：磁粉材料：鐵鈷鎳、鐵鈷釩等合金粉，加入少量二硫化鉬。鐵鈷鎳、鐵鈷釩等合金粉，加入少量二硫化鉬。 形狀為球形或橢球形，顆粒直徑為：形狀為球形或橢球形，顆粒直徑為：2070 m。 優點：優點：1）勵磁電流勵磁電流 I 與轉矩與轉矩T呈線性關系、轉矩調節簡單而呈線性關系、轉矩調節簡單而 且精確，調節范圍寬。且精確，調節范圍寬。 2) 可用作恒張力控制，是造紙機、紡織機、印刷機、可用作恒張力控制，是造紙機、紡織機、印刷機、 繞線機

18、等的理想裝置。繞線機等的理想裝置。 3) 若將主動件固定，則可作制動器使用。若將主動件固定，則可作制動器使用。 缺點：缺點：相對而言比較笨重。相對而言比較笨重。 4) 操縱方便、離合平穩、工作可靠。操縱方便、離合平穩、工作可靠。 當外環反向轉動時，則帶動滾當外環反向轉動時，則帶動滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置，離合器處于分離的寬敞位置，離合器處于分離狀態。狀態。結構：結構：由星輪、外環、滾柱、彈簧推桿等零件組成。由星輪、外環、滾柱、彈簧推桿等零件組成。工作原理：工作原理：當外環逆時鐘轉動時，以摩擦當外環逆時鐘轉動時，以摩擦力帶動滾柱向前滾動，進一步力帶動滾柱向

19、前滾動，進一步楔緊內外接觸面，從而驅動星楔緊內外接觸面，從而驅動星輪一起旋轉。輪一起旋轉。 一、滾柱式定向離合器一、滾柱式定向離合器 17-8 定向離合器定向離合器滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態。滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態。結構：結構：由內環、外環、楔塊、支撐環、拉簧等零件組成。由內環、外環、楔塊、支撐環、拉簧等零件組成。二、楔塊式定向離合器二、楔塊式定向離合器 優點：優點：楔塊曲率半徑大，裝楔塊曲率半徑大，裝入數量多，相同尺寸時傳遞入數量多，相同尺寸時傳遞的轉矩更大。的轉矩更大。缺點：缺點：高速運轉時有較大磨高速運轉時有較大磨損，壽命較短。損，壽命較短。工作原理：工作原理：內外環工作面都為圓形，整圈拉簧壓著楔塊始終與內內外環工作面都為圓形，整圈拉簧壓著楔塊始終與內環接觸，并力圖使楔塊繞自身作逆時鐘方向偏擺。當環接觸，并力圖使楔塊繞自身作逆時鐘方向偏擺。當外環順時鐘方向旋轉時，楔塊克服彈簧力而作順時鐘外環順時鐘方向旋轉時，楔塊克服彈簧力而作順時鐘方向擺動，從而在內外環間越楔越緊，離合器處于結方向擺動，從而在內外環間越楔越緊，離合器處于結合狀態。反向時斜塊松開而成分離狀態。合狀態。反向時斜塊松開而成分離狀態。 17-9 制制 動動 器器結構：結構：由瓦塊、制動輪等零件組