Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

第17章 联轴器、离合器和制动器 §17-1 联轴器、离合器的类型和应用 §17-2 固定式刚性联轴器 §17-3 可移动刚性联轴器

Similar presentations


Presentation on theme: "第17章 联轴器、离合器和制动器 §17-1 联轴器、离合器的类型和应用 §17-2 固定式刚性联轴器 §17-3 可移动刚性联轴器"— Presentation transcript:

1 第17章 联轴器、离合器和制动器 §17-1 联轴器、离合器的类型和应用 §17-2 固定式刚性联轴器 §17-3 可移动刚性联轴器
第17章 联轴器、离合器和制动器 § 联轴器、离合器的类型和应用 § 固定式刚性联轴器 § 可移动刚性联轴器 § 弹性联轴器 § 牙嵌式离合器 § 摩擦离合器 § 磁粉离合器 § 定向离合器 § 制动器

2 §17-1 联轴器、离合器的类型和应用 作用:主要用于将两根轴联接在一起,使它们一起旋 转,并传递扭矩。
§ 联轴器、离合器的类型和应用 作用:主要用于将两根轴联接在一起,使它们一起旋 转,并传递扭矩。 工作特点:联轴器用于刚性静态联接;而离合器则用 于两轴之间的动态联接。 分类: 固定式联轴器 刚性联轴器 移动式联轴器 联轴器 弹性联轴器 牙嵌式离合器 摩擦式离合器 离合器 电磁离合器 自动离合器 应用实例:手腕驱动机构、汽车后桥驱动、车辆启停等。

3 联轴器、离合器大都已经标准化了,可直接选用。 工作条件=>选类型 转矩 转速 轴径 =>确定型号与规格
T为名义转矩; 计算转矩: Tc=KAT KA为工作情况系数; 表 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 透平压缩机、木工机械、输送机 搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 织布机、水泥搅拌机、拖拉机 挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械

4 §17-2 固定式刚性联轴器 结构:半联轴器通过键与轴相联,用螺栓将两个半联 轴器的凸缘联接在一起。 普通凸缘联轴器
§ 固定式刚性联轴器 结构:半联轴器通过键与轴相联,用螺栓将两个半联 轴器的凸缘联接在一起。 普通凸缘联轴器 ---靠铰制孔螺栓对中。 型式: 有对中榫的凸缘联轴器 ---靠榫头对中。 绞制孔螺栓 普通螺栓 对中榫 设计:潘存云 设计:潘存云 普通凸缘联轴器

5 制造与安装要求:半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直, 安装时应使两轴精确对中。
材料:一般用铸铁、当重载或 V≥30m/s时,用铸 钢或锻钢。 特点:结构简单、使用方便、传递扭矩较大,但不能 缓冲减振。 应用:用于载荷较平稳的两轴联接。 90˚ 设计:潘存云

6 如果联轴器没有适应这种相对位移的能力就会在联轴器、轴和轴承中引起附加载荷,甚至引起强烈振动。
§ 可移动刚性联轴器 由于制造、安装或工作时零件的变形等原因,被联接的两轴不一定度能精确对中,因此会出现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移,或其组合。 两轴线的相对位移: 轴向、径向、角度、综合。 如果联轴器没有适应这种相对位移的能力就会在联轴器、轴和轴承中引起附加载荷,甚至引起强烈振动。 联接特点:构成动联接,具有一个或几个方向的活动度。 能补偿两轴的相对位移。 x y 轴向 设计:潘存云 设计:潘存云 x y α α 设计:潘存云 设计:潘存云

7 结构:两个有内齿的外壳,两个有外齿的套筒,两者齿数 相同,外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接,
一、齿式联轴器 结构:两个有内齿的外壳,两个有外齿的套筒,两者齿数 相同,外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接, 两外壳用螺栓联接。两端密封,空腔内储存润滑油。 功用:能补偿轴不对中和偏斜。 工作范围:正常齿:α≤30’ 腰鼓齿:α≤3˚ 设计:潘存云 设计:潘存云 α

8 优点:传递扭矩大、能补偿综合位移。 缺点:结构笨重、造价高。 设计:潘存云 应用:用于重型传动。 设计:潘存云

9 结构: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,嵌入凹槽中,构成移动副。
二、滑块联轴器 结构: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,嵌入凹槽中,构成移动副。 工作原理:当两轴存在不对中和偏斜时,滑块将在凹槽内滑动。 y α 设计:潘存云 优缺点: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。 适用范围:α≤30’, y≤0.04d,v≤300 r/min

10 作用: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。共轴、 有夹角
三、万向联轴器 作用: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。共轴、 有夹角 应用:广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。 α 设计:潘存云 设计:潘存云 单万向联轴器

11 结构特点:两传动轴末端各有一个叉形支架,用铰链与中间的“十字形”构件相联,“十字形”构件的中心位于两轴交点处,
α=0~45˚ 轴间角为 : α 运动分析: 设计:潘存云 两轴平均传动比为1,但瞬时传动比是动态变化的。 在图示位置I, 以轴1为参考系,对A点有 : A ω'2 α ω1 B r’ vA1 = rω1 α r 以轴2为参考系,对A点有 : 设计:潘存云 vA2 = r’ω’2 = r cosαω’ 2 显然有 : vA1 = vA2

12 代入得: ω1 =cosαω’2 ω’2 〉ω1 在图示位置II, 以轴2为参考系,对B点有 : vB2 = rω”2
A ω"2 α r” ω’2 〉ω1 设计:潘存云 在图示位置II, 以轴2为参考系,对B点有 : vB2 = rω”2 以轴1为参考系,对B点有 : vB1 = r”ω1 = ω1 r cosα 同样有 : vB1 = vB2 代入得: ω’’2=ω1 cosα =>ω”2 <ω1 ω1 cosα ω1cos α ≤ ω2 ≤ 其它位置:

13 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: ①主动、从动、中间三轴共面;
2.双万向铰链机构 为了消除从动轴变速转动的缺点,常 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: ①主动、从动、中间三轴共面; ②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等; ③中间轴两端的叉面应在同一平面内。 2 1 C α 设计:潘存云 C 2 α 1 设计:潘存云

14 3. 小型双万向联轴器 结构如图所示,通常采用合金钢制造。 A α A α A A--A 设计:潘存云 设计:潘存云 模型演示

15 §17-4 弹性联轴器 一、弹性套柱销联轴器 结构特点:外观与凸缘联轴器相似,用带橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器。 c A 圆柱孔 圆锥孔
§ 弹性联轴器 一、弹性套柱销联轴器 结构特点:外观与凸缘联轴器相似,用带橡胶弹性套的柱销联接两个半联轴器。 圆柱孔 设计:潘存云 设计:潘存云 预留安装空间以便与更换橡胶套 A 圆锥孔 预留间隙以补偿轴向位移。 c

16 结构简单、更换柱销方便。 尼龙销 挡板 销与挡板之间留有间隙
二、弹性柱销联轴器 结构:用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中。 结构简单、更换柱销方便。 两种柱销 特点: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。 尼龙销 挡板 应用:适用于正反向变化多,启动 频繁的高速轴。 适用范围:-12˚≤t≤60˚, v≤8000 r/min 设计:潘存云 能补偿较大的轴向位移,并允许微量的径向位移和角位移。 c 销与挡板之间留有间隙

17 结构:中间为橡胶制成的轮胎环,用止退垫板与半联 轴器联接。
三、轮胎式弹性联轴器 结构:中间为橡胶制成的轮胎环,用止退垫板与半联 轴器联接。 轮胎环 D 特点:结构简单、易于变形。允 许较大的综合hdv x位移。 止退垫板 适用范围: 5˚≤α≤12˚, x≤0.02D y≤0.01D, n≤5000 r/min 设计:潘存云 应用: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。

18 §17-5 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。 工作原理: 利用操纵杆移动滑环,实现两套筒的结合与分离。
§ 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。 工作原理: 利用操纵杆移动滑环,实现两套筒的结合与分离。 固定套筒 活动套筒 滑环 设计:潘存云 对中环

19 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。
三角形 ----传递中小转矩、牙数为16~60 梯 形 牙型 ----传递较大转矩、牙数为3~15 锯齿形 梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。 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:各牙应精确等分,以使载荷均匀分布。 30˚~40˚ 60˚ 2˚~8˚ 2˚~8˚

20 承载能力:取决于齿根的弯曲强度: hKAT zWD0 σb= ≤ [σb] D0 2KAT zD0ah p = ≤ [p ] a 式中:h为牙齿高度;z为牙齿数; h W-齿根弯曲截面系数;D0-牙平均直径;a-牙的宽度。 特点:结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。 材料: 低碳合金钢:20Cr 、 20MnB。 渗碳淬火后牙面硬度:56~62 HRC; 中碳合金钢:40Cr 、 45MnB。 表面淬火后牙面硬度:48~58 HRC;

21 §17-6 摩擦离合器 一、单片式圆盘摩擦离合器 结构:由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。
§ 摩擦离合器 一、单片式圆盘摩擦离合器 结构:由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。 工作原理: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。 2 1 3 Fa 1 2 Rf 摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf Fa 3 优点: 1.在任何转速条件下两轴都可以进行结合; 设计:潘存云 2.过载时打滑,起保护作用; 3.结合平稳、冲击和振动小。 缺点:结合过程中不可避免出现 打滑,引起磨损和发热;

22 工作原理:移动滑环,通过杠杆作用,压紧或放松磨擦片,来实现两轴的结合与分离。
二、多片式圆盘摩擦离合器 主动摩擦片 被动摩擦片 调整螺母 结构特点: 多个摩擦片叠加在一起; 杠杆 滑环 工作原理:移动滑环,通过杠杆作用,压紧或放松磨擦片,来实现两轴的结合与分离。 设计:潘存云

23 摩擦片材料:淬火钢片、压制石棉片。 摩擦片数量z↑ →传递扭矩T ↑ 但z过大将使各层间压力不均匀,一般取: z=12~15 z Fa f (D1 +D2) = 4 Tmax= z Fa f Rf 摩擦扭矩: ≥ KA T 4 Fa p = π(D1 +D2) 表面压强: ≤[p] D1 D2

24 摩擦片材料 干式磨擦离合器 →反应敏捷,但摩擦片易磨损。 油式磨擦离合器
有润滑剂 无润滑剂 [p]/ MPa 表 常用摩擦片材料的 f 和 [p] 摩擦片材料 f 圆盘摩擦离合器 铸铁—铸铁或钢 ~ ~ ~0.30 淬火钢—淬火钢 ~ ~0.8 青铜—钢或铸铁 ~ ~0.5 压制石棉—钢或铸铁 ~ ~0.30 对于频繁启动的离合器,可将表中[p]降低15~30%。 干式磨擦离合器 →反应敏捷,但摩擦片易磨损。 类型 油式磨擦离合器 →磨损轻微、寿命长、并能 在繁重的条件下运转。

25 优点:由于采用了槽面摩擦原理,因此只需要很小的操纵力即能使离合器传递较大的转矩。
三、圆锥式摩擦离合器 8~10˚ 结构:锥台表面为摩擦接触面。 设计:潘存云 优点:由于采用了槽面摩擦原理,因此只需要很小的操纵力即能使离合器传递较大的转矩。 缺点: 径向尺寸较大,不如多盘式紧凑。 机械力 设计:潘存云 电磁力 离合器的操纵方式 气动力 液压力

26 §17-7 磁粉离合器 输出 输入 结构:由转子轴、左右轮辐、励磁线圈、磁粉等组成。
§ 磁粉离合器 结构:由转子轴、左右轮辐、励磁线圈、磁粉等组成。 工作原理:通电后磁粉被磁化,彼此相互吸引聚集,依靠磁粉的结合力以及磁粉与两工作面之间的摩擦力拉传递转矩。 磁粉性能要求: 导磁率高、剩磁小、流动性好、耐磨、耐热、不烧结性。 设计:潘存云 输出 输入

27 磁粉材料: 铁钴镍、铁钴钒等合金粉,加入少量二硫化钼。 形状为球形或椭球形,颗粒直径为:20~70 μm。 优点: 1)励磁电流 I 与转矩T呈线性关系、转矩调节简单而 且精确,调节范围宽。 2) 可用作恒张力控制,是造纸机、纺织机、印刷机、 绕线机等的理想装置。 3) 若将主动件固定,则可作制动器使用。 4) 操纵方便、离合平稳、工作可靠。 缺点:相对而言比较笨重。

28 §17-8 定向离合器 一、滚柱式定向离合器 结构:由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。 滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。
§ 定向离合器 一、滚柱式定向离合器 结构:由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。 滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。 工作原理: 当外环逆时钟转动时,以摩擦力带动滚柱向前滚动,进一步楔紧内外接触面,从而驱动星轮一起旋转。 设计:潘存云 当外环反向转动时,则带动滚柱克服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞位置,离合器处于分离状态。

29 结构:由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。 工作原理:
二、楔块式定向离合器 结构:由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。 工作原理: 内外环工作面都为圆形,整圈拉簧压着楔块始终与内环接触,并力图使楔块绕自身作逆时针方向偏摆。当外环顺时钟方向旋转时,楔块克服弹簧力而作顺时钟方向摆动,从而在内外环间越楔越紧,离合器处于结合状态。反向时斜块松开而成分离状态。 优点:楔块曲率半径大,装入数量多,相同尺寸时传递的转矩更大。 设计:潘存云 缺点:高速运转时有较大磨损,寿命较短。

30 §17-9 制 动 器 作用:降低机械运转速度或停止运转的装置。 应用:车辆、起重机械等。 一、块式制动器 结构:由瓦块、制动轮等零件组成。
§ 制 动 器 作用:降低机械运转速度或停止运转的装置。 应用:车辆、起重机械等。 一、块式制动器 结构:由瓦块、制动轮等零件组成。 工作原理:通电松开,断电后靠弹簧拉力实现制动。 借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。断电制动是为了保证设备安全。 设计:潘存云

31 瓦块材料:铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。
F 弹簧力 制动力矩的计算: D H FN =0.95FH/h FN 制动反力 摩擦损耗的系数 杠杆连接处 设计:潘存云 h 制动力矩: T= FN f D 瓦块材料:铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。 瓦块制动器已经规范化,可根据所需的制动力矩选型。 F F 二、带式制动器 设计:潘存云 ω 工作原理: 在外力的作用下,闸带收紧抱住制动轮实现制动。 F 特点:结构简单、紧凑。 a b a

32 为了增加摩擦,钢带复以石棉或夹铁纱帆布。
计算: Ft = D 2T F2 圆周力: α 拉力: Ft = F1 – F2 ω F 设计:潘存云 由欧拉公式得: F1 a F1 =F2e fα a b α----闸带的包角; F2 = e fα-1 Ft = D 2T e fα-1 F= (F2 +F1) a+b a = D a+b e fα-1 2T a e fα+1 制动力: 为了增加摩擦,钢带复以石棉或夹铁纱帆布。

33 三 内涨蹄式制动器


Download ppt "第17章 联轴器、离合器和制动器 §17-1 联轴器、离合器的类型和应用 §17-2 固定式刚性联轴器 §17-3 可移动刚性联轴器"

Similar presentations


Ads by Google