機械設計基礎第十二章聯(lián)軸器離合器和制動器課件

機械設計基礎FundamentalsofMachineDesign高等院?，F(xiàn)代機械設計系列教材（第十三章）一、基本內(nèi)容及學習要求二、學習指導三、典型實例分析四、復習題五

、復習題參考答案第十三章聯(lián)軸器、離合器和制動器回目錄1．基本內(nèi)容（1）聯(lián)軸器的組成與分類；幾種常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點以及選擇和計算方法。（2）離合器的組成與分類；幾種常用離合器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點及其選擇。（3）制動器的組成與分類；幾種常用制動器的工作原理。一、基本內(nèi)容及學習要求3.重點幾種常用聯(lián)軸器、離合器和制動器的種類、工作原理、結(jié)構(gòu)、特點。4.難點各種聯(lián)軸器、離合器的選用。一、基本內(nèi)容及學習要求二、學習指導⒈聯(lián)軸器、離合器和制動器的功用聯(lián)軸器和離合器是用來聯(lián)接兩軸（或軸與轉(zhuǎn)動件），并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的部件。兩者的區(qū)別是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有在機器停車后，通過拆卸才能彼此分離；而用離合器聯(lián)接的兩軸則可在機器轉(zhuǎn)動過程中隨時使兩軸分離和接合。制動器是對機械的運動件施加阻力或阻力矩，使其減速、停止或保持靜止狀態(tài)的部件。二、學習指導⒉聯(lián)軸器⑴聯(lián)軸器的類型聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器(圖13-1)和彈性聯(lián)軸器(圖13-2)。剛性聯(lián)軸器又分為固定式和可移式兩種型式。固定式聯(lián)軸器要求兩軸嚴格對中；而可移式聯(lián)軸器允許兩軸有一定的安裝誤差，能補償兩軸的對中偏差。彈性聯(lián)軸器內(nèi)包含有彈性元件，具有緩沖吸振作用，同時可補償兩軸間的偏移。二、學習指導⑵聯(lián)軸器的選擇①通常對于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速低且穩(wěn)定、剛性大的短軸可選用剛性固定式聯(lián)軸器；對于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速低且穩(wěn)定、剛性小的長軸，為了補償安裝誤差和軸或其他相連接件的變形，可選用無彈性元件撓性聯(lián)軸器；對傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機械，選用齒輪聯(lián)軸器；對于高速且有沖擊振動的軸應選用有彈性元件撓性聯(lián)軸器。二、學習指導②選擇步驟：

a)大部分聯(lián)軸器已標準化，設計時主要是根據(jù)機器的工作要求和特點，結(jié)合聯(lián)軸器的性能選擇合適的類型。

b)按照連接的主從動軸徑、計算轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速在標準中選出相應的型號。在選用時，應使標準中相應型號聯(lián)軸器的許用最大轉(zhuǎn)矩大于或等于計算轉(zhuǎn)矩，同時被連接的主從動軸徑的尺寸要在相應型號聯(lián)軸器允許的直徑范圍之內(nèi)。二、學習指導⒊離合器⑴離合器的類型離合器分為操縱離合器和自動離合器兩大類。每一類根據(jù)工作原理不同，又可分為嵌合式和摩擦式兩種，它們分別是利用牙的嵌合和工作表面的摩擦來傳遞轉(zhuǎn)矩的。⑵離合器的選擇當要求主、從動軸同步轉(zhuǎn)動且傳遞轉(zhuǎn)矩較大時，可選用牙嵌式離合器，但應在停機或低速下進行接合；當要求在高速下平穩(wěn)接合，而主、從動軸同步性要求低時，宜選用單片或多片圓盤摩擦式離合器；當要求在一定轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向條件下能自動接合或分離時，應選用超越離合器。安全離合器能夠起到安全保障作用。二、學習指導②制動器的組成。制動器主要由制動架、摩擦元件和驅(qū)動裝置三部分組成。制動架是制動器其他部分安裝和支承的基礎。摩擦元件與制動輪以面相接觸，以產(chǎn)生制動摩擦力矩。驅(qū)動裝置則將作用于制動器的驅(qū)動力放大并傳遞給摩擦元件以實現(xiàn)制動（緊閘），或使摩擦元件與制動輪脫離接觸而松閘。另外，許多制動器摩擦元件的間隙還裝有自動調(diào)整裝置。③

制動器的類型。摩擦制動器按摩擦元件的結(jié)構(gòu)型式分為帶式制動器、閘瓦式制動器和盤式制動器三類。

三、典型實例分析例13-1一碎石機軸與齒輪減速器輸出軸相連接。已知工作轉(zhuǎn)矩T=2.5kN·m，減速器輸出軸軸徑d1=90mm；碎石機軸徑d2=100mm，轉(zhuǎn)速n=800r／min，試確定聯(lián)軸器的型號，并寫出其標記。三、典型實例分析解：⑴類型選擇因用于低速軸，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，為使結(jié)構(gòu)緊湊，選用齒式聯(lián)軸器。⑵求計算轉(zhuǎn)矩Tc根據(jù)原動機為電動機，工作機為碎石機查得：工作情況系數(shù)K=2.3，求得計算轉(zhuǎn)矩為Tc=KT=（2.3×2.5）kN·m=5.75kN·m三、典型實例分析常用聯(lián)軸器的特點和使用條件類別型式特點使用條件聯(lián)軸器剛性固定式

套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)較簡單，徑向尺寸小，但裝拆不方便用于兩軸直徑較小，同心度高、工作平穩(wěn)的連接凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩對中精度較高，載荷平穩(wěn)的連接三、典型實例分析常用聯(lián)軸器的特點和使用條件類別型式特點使用條件聯(lián)軸器剛性可移式

十字滑塊聯(lián)軸器

徑向尺寸小，壽命較長，但制造復雜，需要潤滑

用于低速傳動，兩軸同軸度誤差較大的情況齒式聯(lián)軸器

承載能力大，工作可靠，但制造成本高

可在高溫重載條件下工作，常用在起動頻繁，正反轉(zhuǎn)變化較多的場合萬向聯(lián)軸器徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，單個使用有附加動載荷，所以常成對使用用于兩軸夾角大、或兩軸平行但連接距離大的場合三、典型實例分析常用聯(lián)軸器的特點和使用條件類別型式特點使用條件彈性聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性較好，裝拆方便，成本低，但彈性套易損壞，壽命短，要限制使用溫度用于連接載荷平穩(wěn)，需正反轉(zhuǎn)，起動頻繁，高速輕載的場合彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維護方便，壽命長，但要限制使用溫度用于正反轉(zhuǎn)變化較多，起動頻繁的高、低速傳動⑺在下列工況下，選擇哪類聯(lián)軸器較好？試舉出一種聯(lián)軸器的名稱。 ①載荷平穩(wěn)、沖擊輕微，兩軸易于準確對中，同時希望壽命較長； ②載荷比較平穩(wěn)、沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對偏移； ③載荷不平穩(wěn)，且具有較大沖擊和振動。⑻牙嵌離合器常用的牙形有幾種？各有什么特點？⑼為什么要限制圓盤摩擦離合器接合面的數(shù)目？⑽制動器常用在哪些場合？它們的工作原理是什么？⑾制動器通常是安裝在機器的高速軸上還是低速軸上？為什么？四、復習題2.選擇題（1）聯(lián)軸器與離合器的主要作用是_____。(A)緩和沖擊和振動；(B)補償兩軸間的偏移；(C)聯(lián)接兩軸并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩；(D)防止機器發(fā)生過載。（2）剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器的主要區(qū)別是_____。(A)彈性聯(lián)軸器內(nèi)裝有彈性件，而剛性聯(lián)軸器沒有；(B)彈性聯(lián)軸器能補償兩軸間的偏移，而剛性聯(lián)軸器不能；(C)剛性聯(lián)軸器要求兩軸嚴格對中，而彈性聯(lián)軸器不要求對中；(D)彈性聯(lián)軸器過載時能打滑，而剛性聯(lián)軸器不能。（3）彈性聯(lián)軸器不適用于_____工作場合。(A)兩軸線有相對偏移；(B)傳遞較大轉(zhuǎn)矩；(C)兩軸線傾斜一角度；(D)工作中有沖擊、振動及起動頻繁

四、復習題（4）安裝凸緣聯(lián)軸器時，對兩軸的要求是_____。(A)兩軸嚴格對中；(B)兩軸可有徑向偏移；(C)兩軸可相對傾斜一角度；(D)兩軸可有綜合位移。（5）齒式聯(lián)軸器的特點是_____。(A)可補償兩軸的綜合位移；(B)可補償兩軸的徑向偏移；(C)可補償兩軸的角偏移；(D)有齒頂間隙，能吸收振動（6）下列_____不是彈性套柱銷聯(lián)軸器的特點。(A)結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便；(B)價格低廉；(C)能吸收振動和補償兩軸的綜合位移。(D)彈性套不易損壞，使用壽命長。（7）用于聯(lián)接兩相交軸的單萬向聯(lián)軸器，其主要缺點是______。(A)結(jié)構(gòu)龐大，維護困難；(B)零件易損壞，使用壽命短；(C)只能傳遞小轉(zhuǎn)矩；(D)主動軸作等速運動，但從動軸作周期性的變速運動。四、復習題四、復習題（11）牙嵌離合器的常用牙型有矩形、梯形、鋸齒形三種，在傳遞較大轉(zhuǎn)矩時常用的牙型為梯形，這是因為__________。(A)梯形牙強度較高，離合較容易且磨損能補償；(B)梯形牙與齒接觸面間有軸向分力；(C)接合后沒有相對滑動；

(D)梯形牙便于接合，強度最高，能傳遞的轉(zhuǎn)矩最大。（12）設計多片圓盤摩擦離合器時，摩擦片的數(shù)目不宜取得過多，這主要是為了避免________。(A)離合器分離動作不靈活；（B）各片受力不均勻；(C)軸向尺寸過大；（D）不易散熱。

3.計算題