1、第第13章章 聯軸器、離合器和制動器聯軸器、離合器和制動器 13.1 概概 述述13.2 聯軸器聯軸器13.3 離合器離合器13.4 制動器制動器 學習和了解聯軸器、離合器和制動器的功用；學習常學習和了解聯軸器、離合器和制動器的功用；學習常u本章學習目標本章學習目標 掌握：掌握：常用聯軸器的組成和類型及其結構特點；常用離合器常用聯軸器的組成和類型及其結構特點；常用離合器u本章學習要求本章學習要求 了解：了解：常用聯軸器的應用場合及其選用，離合器和制動器常用聯軸器的應用場合及其選用，離合器和制動器用聯軸器的類型、結構特點和應用場合及其選用；學習常用聯軸器的類型、結構特點和應用場合及其選用；學習常

2、用離合器的類型、結構特點和應用場合；學習制動器的類用離合器的類型、結構特點和應用場合；學習制動器的類型、結構特點和應用場合。型、結構特點和應用場合。的應用場合。的應用場合。 的組成和類型及其結構特點；制動器的類型及其結構的組成和類型及其結構特點；制動器的類型及其結構特點。特點。13.1 概概 述述作用：作用：主要用作軸與軸之間的聯接，以傳遞運動和轉矩主要用作軸與軸之間的聯接，以傳遞運動和轉矩。電動卷揚機傳動方案電動卷揚機傳動方案 特點特點：停機時才能聯接或分離。停機時才能聯接或分離。聯軸器聯軸器作用：作用：在機器工作中可隨時使兩軸結合或分離。在機器工作中可隨時使兩軸結合或分離。特點：特點：隨時

3、控制啟動和停車；控制變速和換檔；過載隨時控制啟動和停車；控制變速和換檔；過載安全保護。安全保護。電動卷揚機傳動方案電動卷揚機傳動方案 離合器離合器 通過對機械的運動部件施加阻力或阻力矩，降低機通過對機械的運動部件施加阻力或阻力矩，降低機械運轉速度或迫使機械迅速停止運轉的機械裝置。械運轉速度或迫使機械迅速停止運轉的機械裝置。 電動卷揚機傳動方案電動卷揚機傳動方案 制動器制動器13.2.1 聯軸器的組成和類型聯軸器的組成和類型 13.2 聯軸器聯軸器 1. 聯軸器的組成：聯軸器的組成：聯軸器一般由兩個半聯軸器及其聯接件聯軸器一般由兩個半聯軸器及其聯接件2. 兩軸軸線的相對偏移兩軸軸線的相對偏移 組

4、成。兩個半聯軸器通常采用鍵分別跟主、從動軸相連，組成。兩個半聯軸器通常采用鍵分別跟主、從動軸相連，再利用聯接件把兩個半聯軸器連接在一起。再利用聯接件把兩個半聯軸器連接在一起。軸向偏移軸向偏移 徑向偏移徑向偏移 角向偏移角向偏移 組合偏移組合偏移 兩軸軸線的相對偏移：引起兩軸軸線的相對偏移：引起附加載荷、劇烈振動附加載荷、劇烈振動 對聯軸器的要求：對聯軸器的要求：緩沖減振緩沖減振性能、性能、補償兩軸偏移補償兩軸偏移的能力的能力3. 聯軸器的類型聯軸器的類型 剛性聯軸器：剛性聯軸器：無位移補償能力、無緩沖減振性能。無位移補償能力、無緩沖減振性能。 撓性聯軸器：撓性聯軸器：具有一定的補償兩軸相對偏移

5、的能力。具有一定的補償兩軸相對偏移的能力。 載荷平穩、轉速穩定，能保證被聯兩軸軸線相對偏移極小載荷平穩、轉速穩定，能保證被聯兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用。的情況下，才可選用。先進工業國家，已淘汰不用剛性聯軸器。先進工業國家，已淘汰不用剛性聯軸器。 凡被聯兩軸的同軸度不易保證的場合，都應選用撓性聯軸器。凡被聯兩軸的同軸度不易保證的場合，都應選用撓性聯軸器。剛性聯軸器剛性聯軸器撓性聯軸器撓性聯軸器無彈性元件的撓性聯軸器無彈性元件的撓性聯軸器非金屬彈性元件的撓性聯軸器非金屬彈性元件的撓性聯軸器金屬彈性元件的撓性聯軸器金屬彈性元件的撓性聯軸器聯軸器聯軸器安全聯軸器安全聯軸器起動安全聯軸器起動

6、安全聯軸器13.2.2 剛性聯軸器剛性聯軸器 1. 凸緣聯軸器凸緣聯軸器 由一組螺栓連接兩個帶凸緣的半聯軸器組成，兩半由一組螺栓連接兩個帶凸緣的半聯軸器組成，兩半 按對中方式的不同可分為兩種型式：按對中方式的不同可分為兩種型式： 特點：特點：結構簡單，成本低，使用方便，可傳遞的轉矩結構簡單，成本低，使用方便，可傳遞的轉矩聯軸器分別用鍵與兩軸連接。聯軸器分別用鍵與兩軸連接。 鉸制孔用螺栓對中鉸制孔用螺栓對中 凸肩和凹槽構成對中榫來對中凸肩和凹槽構成對中榫來對中 大，理論上沒有功率損耗，但無緩沖和吸振作用。大，理論上沒有功率損耗，但無緩沖和吸振作用。應用：應用：要求對中精度高、載荷平穩的場合。要求

7、對中精度高、載荷平穩的場合。 2. 套筒聯軸器套筒聯軸器 由連接兩軸軸端的套筒和連接套筒與軸的鍵或銷組成。由連接兩軸軸端的套筒和連接套筒與軸的鍵或銷組成。 采用鍵作周向固定并傳遞轉矩，緊定螺釘作軸向固定；采用鍵作周向固定并傳遞轉矩，緊定螺釘作軸向固定； 特點：特點：結構簡單，徑向尺寸小，制造方便，但裝拆時結構簡單，徑向尺寸小，制造方便，但裝拆時或采用錐銷既作周向固定又作軸向固定，并傳遞轉矩，且或采用錐銷既作周向固定又作軸向固定，并傳遞轉矩，且當軸超載時錐銷會被剪斷，起安全保護作用。當軸超載時錐銷會被剪斷，起安全保護作用。需作軸向移動而不太方便。需作軸向移動而不太方便。 應用：應用：低速、輕載、

8、工作平穩、要求徑向尺寸緊湊或低速、輕載、工作平穩、要求徑向尺寸緊湊或空間受限制的場合。空間受限制的場合。 13.2.3 無彈性元件的撓性聯軸器無彈性元件的撓性聯軸器 1. 齒式聯軸器齒式聯軸器 由兩個具有外齒的套筒和兩個具有內齒的外殼組成。安裝由兩個具有外齒的套筒和兩個具有內齒的外殼組成。安裝時兩個套筒通過過盈配合時兩個套筒通過過盈配合(或鍵或鍵)分別與主動軸和從動軸相連，分別與主動軸和從動軸相連，兩個外殼的凸緣用螺栓相連；套筒的外齒與外殼的內齒兩個外殼的凸緣用螺栓相連；套筒的外齒與外殼的內齒(齒數齒數相同相同)相嚙合來傳遞轉矩。相嚙合來傳遞轉矩。 特點：特點：結構緊湊、承載能力大，能補償適量

9、的綜合位移，結構緊湊、承載能力大，能補償適量的綜合位移，應用：應用：低速的重型機械。低速的重型機械。 齒式聯軸器齒式聯軸器 適應速度范圍廣，但鼓形齒制造工藝較復雜或需專用設備，制適應速度范圍廣，但鼓形齒制造工藝較復雜或需專用設備，制造成本較高。造成本較高。 允許徑向位移允許徑向位移 ； 0.3 0.4ymm允許角位移允許角位移 115需要潤滑和密封，齒頂做成球面，齒側做成鼓形。需要潤滑和密封，齒頂做成球面，齒側做成鼓形。2. 十字滑塊聯軸器十字滑塊聯軸器 由兩個端面上開有凹槽的半聯軸器和一個兩端面具有互由兩個端面上開有凹槽的半聯軸器和一個兩端面具有互 特點：特點：結構簡單，徑向尺寸小。轉速較高

10、時，中間滑塊的偏結構簡單，徑向尺寸小。轉速較高時，中間滑塊的偏心將產生較大的離心力和磨損，給軸和軸承帶來附加動載荷。心將產生較大的離心力和磨損，給軸和軸承帶來附加動載荷。 應用：應用：低速場合，軸的轉速一般不超過低速場合，軸的轉速一般不超過300 r/min。相垂直的凸榫的中間滑塊組成。安裝時兩個半聯軸器通過過相垂直的凸榫的中間滑塊組成。安裝時兩個半聯軸器通過過盈配合盈配合(或鍵或鍵)分別與主動軸和從動軸相連，中間滑塊上的凸分別與主動軸和從動軸相連，中間滑塊上的凸榫與兩半聯軸器上的凹槽相嵌合而構成移動副。榫與兩半聯軸器上的凹槽相嵌合而構成移動副。 3. 十字軸萬向聯軸器十字軸萬向聯軸器 由兩個

11、叉形零件由兩個叉形零件1、2和一個十字形零件和一個十字形零件3組成。組成。 最大缺點：最大缺點：當兩軸間有一定角偏移時，主、從動軸的瞬當兩軸間有一定角偏移時，主、從動軸的瞬 特點：特點：結構緊湊，維護方便。結構緊湊，維護方便。 應用：應用：汽車、拖拉機、軋鋼機、機床、輕工等機械的汽車、拖拉機、軋鋼機、機床、輕工等機械的傳動系統中。傳動系統中。 時角速度不相等，時角速度不相等，常采用雙萬向聯軸器常采用雙萬向聯軸器。 13.2.4 有彈性元件的撓性聯軸器有彈性元件的撓性聯軸器 1. 彈性套柱銷聯軸器彈性套柱銷聯軸器 在結構上和剛性凸緣聯軸器相似，只是兩半聯軸器的連在結構上和剛性凸緣聯軸器相似，只是

12、兩半聯軸器的連 特點：特點：結構簡單、制造容結構簡單、制造容 應用：應用：沖擊載荷小、啟動沖擊載荷小、啟動接不用螺栓而用帶彈性套的柱銷，利用彈性套的彈性變形來接不用螺栓而用帶彈性套的柱銷，利用彈性套的彈性變形來補償兩軸間的相對位移。補償兩軸間的相對位移。 易、裝拆方便、成本較低。彈性易、裝拆方便、成本較低。彈性套的彈性變形有限，位移補償量套的彈性變形有限，位移補償量不大，緩沖和減振性能不高，彈不大，緩沖和減振性能不高，彈性套壽命較短。性套壽命較短。頻繁的中、小功率傳動。頻繁的中、小功率傳動。2. 彈性柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器 在結構上和彈性套柱銷聯軸器相似。用尼龍柱銷作為連接在結構上和彈性套柱

13、銷聯軸器相似。用尼龍柱銷作為連接 優點：優點：結構更簡單、裝拆方結構更簡單、裝拆方 應用：應用：正反向變化多、啟動頻繁的高速軸。正反向變化多、啟動頻繁的高速軸。件。為防止柱銷滑出，在半聯軸器兩端設有擋板。靠尼龍柱銷件。為防止柱銷滑出，在半聯軸器兩端設有擋板。靠尼龍柱銷傳遞力并靠其彈性變形補償徑向位移和角位移，安裝時留間隙傳遞力并靠其彈性變形補償徑向位移和角位移，安裝時留間隙以補償軸向位移。以補償軸向位移。便，傳遞轉矩的能力更大。便，傳遞轉矩的能力更大。 缺點：缺點：耐沖擊能力較低，易耐沖擊能力較低，易老化，尼龍對溫度較敏感，不宜老化，尼龍對溫度較敏感，不宜在高溫下工作，工作溫度范圍控在高溫下工

14、作，工作溫度范圍控制在制在2070。 3. 輪胎式聯軸器輪胎式聯軸器 兩半聯軸器用鍵與軸相聯，中間為橡膠制成的特型輪胎兩半聯軸器用鍵與軸相聯，中間為橡膠制成的特型輪胎 特點：特點：結構簡單、使用可靠、彈結構簡單、使用可靠、彈 橡膠輪胎易變形，允許較大的相橡膠輪胎易變形，允許較大的相環，用止退墊板及螺釘與半聯軸器相連，通過輪胎傳遞轉矩。環，用止退墊板及螺釘與半聯軸器相連，通過輪胎傳遞轉矩。對位移，角位移達對位移，角位移達512，軸向，軸向位移達位移達0.01D，徑向位移達，徑向位移達0.02D(D為為聯軸器外徑聯軸器外徑)。性大、壽命長、不需潤滑，但徑向尺性大、壽命長、不需潤滑，但徑向尺寸大。寸

15、大。 應用：應用：啟動頻繁、正反向運轉、啟動頻繁、正反向運轉、有振動沖擊、軸間相對位移大以及潮有振動沖擊、軸間相對位移大以及潮濕多塵之處。濕多塵之處。 其他有彈性元件撓性聯軸器其他有彈性元件撓性聯軸器 13.2.5 聯軸器的選擇聯軸器的選擇 1. 聯軸器類型的選擇聯軸器類型的選擇 選擇原則是使用要求與所選聯軸器的特性一致。選擇原則是使用要求與所選聯軸器的特性一致。 兩軸能精確對中，且剛性較好的可選剛性聯軸器，否兩軸能精確對中，且剛性較好的可選剛性聯軸器，否 兩軸軸線要求有一定夾角的，可選萬向聯軸器；兩軸軸線要求有一定夾角的，可選萬向聯軸器； 轉速較高且有振動和沖擊，可選彈性元件撓性聯軸器。轉速

16、較高且有振動和沖擊，可選彈性元件撓性聯軸器。 注意：注意：由于類型選擇涉及因素較多，一般可參考以由于類型選擇涉及因素較多，一般可參考以則應選具有位移補償能力的無彈性元件的撓性聯軸器；則應選具有位移補償能力的無彈性元件的撓性聯軸器；往使用聯軸器的經驗進行選擇。往使用聯軸器的經驗進行選擇。2. 聯軸器型號、尺寸的選擇聯軸器型號、尺寸的選擇 對于已標準化的聯軸器，可根據計算轉矩、軸端的直對于已標準化的聯軸器，可根據計算轉矩、軸端的直計算轉矩計算轉矩 例例 13-1 KTTcmcTT nn 徑和轉速從設計手冊中選定型號、尺寸。徑和轉速從設計手冊中選定型號、尺寸。13.3.1 離合器的組成和類型離合器的

17、組成和類型 13.3 離合器離合器 主要由主動部分、從動部分、接合元件和操縱部分組主要由主動部分、從動部分、接合元件和操縱部分組1. 離合器的組成離合器的組成成。主動部分與主動軸固連，并裝有接合元件。從動部分成。主動部分與主動軸固連，并裝有接合元件。從動部分既可與從動軸固連，也可沿從動軸做軸向移動，并安裝有既可與從動軸固連，也可沿從動軸做軸向移動，并安裝有接合元件。操縱部分控制接合元件的接合與分離。接合元件。操縱部分控制接合元件的接合與分離。2. 離合器的類型離合器的類型按離合的工作原理可分：按離合的工作原理可分： 牙嵌式、摩擦式和電磁式牙嵌式、摩擦式和電磁式 按離合方式不同可分：按離合方式不

18、同可分： 操縱式和自動式操縱式和自動式 按操縱方式分：按操縱方式分： 機械操縱、電磁操縱、氣動和液動離合器機械操縱、電磁操縱、氣動和液動離合器 自動式離合器按工作原理可分：自動式離合器按工作原理可分： 超越、離心和安全離合器超越、離心和安全離合器 操縱離合器操縱離合器機械操縱離合器機械操縱離合器液動操縱離合器液動操縱離合器氣動操縱離合器氣動操縱離合器離合器離合器自動離合器自動離合器電磁操縱離合器電磁操縱離合器離心離合器離心離合器超越離合器超越離合器安全離合器安全離合器13.3.2 牙嵌離合器牙嵌離合器 由端面帶牙的兩個半離合器組成，通過端面上的凸牙由端面帶牙的兩個半離合器組成，通過端面上的凸牙

19、傳遞轉矩。半離合器傳遞轉矩。半離合器1用平鍵與主動軸連接，半離合器用平鍵與主動軸連接，半離合器2裝裝在從動軸上，操縱移動滑環在從動軸上，操縱移動滑環4可使它沿導向平鍵可使它沿導向平鍵3移動，以移動，以實現離合器的接合與分離。實現離合器的接合與分離。 三角形牙三角形牙 只適用于傳遞中、小轉矩；只適用于傳遞中、小轉矩；梯形牙梯形牙 強度較高，能傳遞較大的轉矩，能補償凸牙磨損后產生強度較高，能傳遞較大的轉矩，能補償凸牙磨損后產生鋸齒形牙鋸齒形牙 強度最高，可傳遞較大轉矩，但僅能傳遞單方向的轉強度最高，可傳遞較大轉矩，但僅能傳遞單方向的轉 特點：特點：結構簡單，外廓尺寸小，能傳遞較大轉矩。結構簡單，外

20、廓尺寸小，能傳遞較大轉矩。 應用：應用：兩軸靜止或轉速差很小時的離合。兩軸靜止或轉速差很小時的離合。的間隙；的間隙；矩，反轉時有較大軸向力會迫使離合器分離。矩，反轉時有較大軸向力會迫使離合器分離。 單盤摩擦離合器的主動摩擦盤單盤摩擦離合器的主動摩擦盤1 工作時，向左施加軸向壓力使工作時，向左施加軸向壓力使13.3.3 圓盤摩擦離合器圓盤摩擦離合器 1. 單盤摩擦離合器單盤摩擦離合器 特點：特點：結構簡單，散熱性好，結構簡單，散熱性好，但徑向尺寸大，傳遞有限的轉矩。但徑向尺寸大，傳遞有限的轉矩。 應用：應用：轉矩轉矩2000Nm以下的輕型機械。以下的輕型機械。兩圓盤的接合面產生足夠的摩擦力兩圓盤

21、的接合面產生足夠的摩擦力以傳遞轉矩。以傳遞轉矩。與主動軸之間通過平鍵和軸肩作周向與主動軸之間通過平鍵和軸肩作周向和軸向定位，并緊配，從動磨擦盤和軸向定位，并緊配，從動磨擦盤2可沿導向平鍵在從動軸上移動。移動可沿導向平鍵在從動軸上移動。移動滑環滑環3可使兩盤接合或分離。可使兩盤接合或分離。 較多的摩擦接合面能傳遞較大的轉矩，接合和分離過較多的摩擦接合面能傳遞較大的轉矩，接合和分離過2. 多盤摩擦離合器多盤摩擦離合器 程較平穩，但結構復雜，軸向尺寸較大，成本較高。廣泛程較平穩，但結構復雜，軸向尺寸較大，成本較高。廣泛用于機床、汽車及摩托車等機械中。用于機床、汽車及摩托車等機械中。3. 電磁摩擦離合

22、器電磁摩擦離合器 4. 與牙嵌離合器相比，摩擦離合器具有如下優點：與牙嵌離合器相比，摩擦離合器具有如下優點：在任何不同轉速兩軸都可接合；在任何不同轉速兩軸都可接合； 過載時摩擦面間將發生打滑，可以防止損壞其他零件；過載時摩擦面間將發生打滑，可以防止損壞其他零件； 接合平穩，沖擊和振動較小。接合平穩，沖擊和振動較小。 13.4.1 制動器的組成和類型制動器的組成和類型 13.4 制動器制動器 1. 制動器的組成制動器的組成 由制動架、制動元件和驅動裝置三部分組成。由制動架、制動元件和驅動裝置三部分組成。 2. 制動器的類型制動器的類型 按制動零件的結構特征可分：塊式、帶式、盤式制動按制動零件的結

23、構特征可分：塊式、帶式、盤式制動 按工作狀態可分：常閉式和常開式制動器。按工作狀態可分：常閉式和常開式制動器。器及磁渦流制動器、磁粉制動器等；器及磁渦流制動器、磁粉制動器等； 制動架是制動器其他部分安裝和支承的基礎。制動架是制動器其他部分安裝和支承的基礎。制動元件是產生制動力矩執行制動的元件。制動元件是產生制動力矩執行制動的元件。驅動裝置是將作用于制動器的驅動力放大并傳遞給驅動裝置是將作用于制動器的驅動力放大并傳遞給制動元件以實現緊閘或松閘的裝置。制動元件以實現緊閘或松閘的裝置。13.4.2 瓦塊式制動器瓦塊式制動器 靠制動塊與制動輪之間的摩擦力來實現制動。靠制動塊與制動輪之間的摩擦力來實現制

24、動。 瓦塊常用金屬瓦塊常用金屬(鑄鐵、鑄鐵、 應用：應用：大型絞車，起重機等設備中。大型絞車，起重機等設備中。通電時，電磁線圈通電時，電磁線圈1的吸住銜鐵的吸住銜鐵2，再通過杠桿機構的，再通過杠桿機構的作用使制動塊作用使制動塊5松開，機械便能自由運轉。斷開電路，電松開，機械便能自由運轉。斷開電路，電磁線圈釋放銜鐵磁線圈釋放銜鐵2，在彈簧，在彈簧4的作用下，通過杠桿使制動塊的作用下，通過杠桿使制動塊5抱緊制動輪抱緊制動輪6實現制動。實現制動。鋼、銅鋼、銅)或非金屬或非金屬(碳、玻璃碳、玻璃)纖維與鐵粉、石墨等材料壓纖維與鐵粉、石墨等材料壓制而成。制而成。13.4.3 內張蹄式制動器內張蹄式制動器 利用內