《動力傳動基礎(chǔ)》第十二講

動力傳動基礎(chǔ)第十二講其他常見的零、部件主講：沈潤杰電子與信息工程學院目錄第一節(jié)聯(lián)軸器第二節(jié)離合器第三節(jié)制動器第四節(jié)聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護第五節(jié)銷聯(lián)接第六節(jié)彈簧

學習和了解聯(lián)軸器、離合器和制動器的功用；學習常本章學習目標

掌握：常用聯(lián)軸器的組成和類型及其結(jié)構(gòu)特點；常用離合器本章學習要求

了解：常用聯(lián)軸器的應(yīng)用場合及其選用，離合器和制動器用聯(lián)軸器的類型、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用場合及其選用；學習常用離合器的類型、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用場合；學習制動器的類型、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用場合。的應(yīng)用場合。的組成和類型及其結(jié)構(gòu)特點；制動器的類型及其結(jié)構(gòu)特點。機械設(shè)備中其他常見的零件和部件還有聯(lián)軸器、離合器、制動器、銷和彈簧等等概述概述作用：主要用作軸與軸之間的聯(lián)接，以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。電動卷揚機傳動方案

聯(lián)軸器特點：停機時才能聯(lián)接或分離。聯(lián)軸器離合器作用：在機器工作中可隨時使兩軸結(jié)合或分離。特點：隨時控制啟動和停車；控制變速和換檔；過載安全保護。電動卷揚機傳動方案

離合器概述

通過對機械的運動部件施加阻力或阻力矩，降低機械運轉(zhuǎn)速度或迫使機械迅速停止運轉(zhuǎn)的機械裝置。電動卷揚機傳動方案

制動器制動器概述1.1聯(lián)軸器的組成和類型第一節(jié)聯(lián)軸器

1.聯(lián)軸器的組成：聯(lián)軸器一般由兩個半聯(lián)軸器及其聯(lián)接件組成。兩個半聯(lián)軸器通常采用鍵分別跟主、從動軸相連，再利用聯(lián)接件把兩個半聯(lián)軸器連接在一起。2.兩軸軸線的相對偏移軸向偏移徑向偏移角向偏移組合偏移兩軸軸線的相對偏移：引起附加載荷、劇烈振動對聯(lián)軸器的要求：緩沖減振性能、補償兩軸偏移的能力第一節(jié)聯(lián)軸器

3.聯(lián)軸器的類型剛性聯(lián)軸器：無位移補償能力、無緩沖減振性能。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補償兩軸相對偏移的能力。載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用。先進工業(yè)國家，已淘汰不用剛性聯(lián)軸器。

凡被聯(lián)兩軸的同軸度不易保證的場合，都應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器無彈性元件的撓性聯(lián)軸器非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器起動安全聯(lián)軸器第一節(jié)聯(lián)軸器

一、剛性聯(lián)軸器1.套筒聯(lián)軸器（整體式結(jié)構(gòu)）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，徑向尺寸小。缺點：裝拆時需軸向移動。場合：徑向尺寸緊湊或空間受限制的低速、輕載、無沖擊聯(lián)接不具備軸向、徑向和角向補償性能2.凸緣聯(lián)軸器

由一組螺栓連接兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器組成，兩半

按對中方式的不同可分為兩種型式：聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸連接。鉸制孔用螺栓對中凸肩和凹槽構(gòu)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。一、剛性聯(lián)軸器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低、傳遞轉(zhuǎn)矩大；缺點：缺乏偏移補償能力，對中心要求高；場合：最為廣泛應(yīng)用的剛性聯(lián)軸器。一、剛性聯(lián)軸器2.凸緣聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格較低。

缺點：1）無法補償兩軸偏斜和位移，對兩軸的對中性要求較高。

2）聯(lián)軸器中都是剛性零件，缺乏緩沖、吸振能力。應(yīng)用時若兩軸偏斜時將引起附加應(yīng)力，使軸、軸承和軸上零件工作條件惡化。一、剛性聯(lián)軸器1、無彈性元件的撓性聯(lián)軸器二、撓性聯(lián)軸器(1).十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器允許的徑向位移允許的角位移優(yōu)點：徑向尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單缺點：滑塊與凹槽間有摩損，需潤滑；場合：十字滑塊因徑向位移會產(chǎn)生較大離心力，常用于低速.一般不超過300r/min。(2).十字軸萬向聯(lián)軸器

由兩個叉形零件1、2和一個十字形零件3組成。

最大缺點：當兩軸間有一定角偏移時，主、從動軸的瞬應(yīng)用：汽車、拖拉機、軋鋼機、機床、輕工等機械的傳動系統(tǒng)中。時角速度不相等，常采用雙萬向聯(lián)軸器。1、無彈性元件的撓性聯(lián)軸器

特點：具有較大的角向補償能力,結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便。當一軸固定時,另一軸可以在任意方向偏斜α角,角位移最大可達45o。當主動軸以等角速度回轉(zhuǎn)時,從動軸的角速度將在一定范圍內(nèi)作周期性的變化,從而引起動載荷。為消除從動軸的速度波動,通常將萬向聯(lián)軸器成對使用,并使中間軸的兩個叉子位于同一平面上,還應(yīng)使主、從動軸的軸線與中間軸的軸線間的偏斜角相等，轉(zhuǎn)速不宜太高。(2).十字軸萬向聯(lián)軸器1、無彈性元件的撓性聯(lián)軸器（1）.齒式聯(lián)軸器

由兩個具有外齒的套筒和兩個具有內(nèi)齒的外殼組成。安裝時兩個套筒通過過盈配合(或鍵)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(nèi)齒(齒數(shù)相同)相嚙合來傳遞轉(zhuǎn)矩。1、無彈性元件的撓性聯(lián)軸器齒頂球形齒側(cè)鼓形潤滑油+密封圈齒側(cè)間隙較大（3）齒輪聯(lián)軸器

特點：結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大，能補償適量的綜合位移，應(yīng)用：低速的重型機械。適應(yīng)速度范圍廣，但鼓形齒制造工藝較復雜或需專用設(shè)備，制造成本較高。允許徑向位移

0.4-6.3mm允許角位移小于30’需要潤滑和密封，齒頂做成球面，齒側(cè)做成鼓形。上述幾種可移式剛性聯(lián)軸器有如下幾個特點：1）聯(lián)軸器中都是剛性零件，缺乏緩沖、吸振能力；2）作相對滑動的零件為易損件，磨損后間隙變大，在載荷和速度變化時會造成沖擊。3）滑動零件間的摩擦阻力隨載荷增大而增大，阻力大到使零件移動發(fā)生困難時，聯(lián)軸器和軸將受附加動載荷的作用。（1）.彈性套柱銷聯(lián)軸器

在結(jié)構(gòu)上和剛性凸緣聯(lián)軸器相似，只是兩半聯(lián)軸器的連

特點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容

應(yīng)用：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補償兩軸間的相對位移。易、裝拆方便、成本較低。彈性套的彈性變形有限，位移補償量不大，緩沖和減振性能不高，彈性套壽命較短。頻繁的中、小功率傳動。2.有彈性元件的撓性聯(lián)軸器二、撓性聯(lián)軸器（2）.彈性柱銷聯(lián)軸器

在結(jié)構(gòu)上和彈性套柱銷聯(lián)軸器相似。用尼龍柱銷作為連接

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)更簡單、裝拆方

應(yīng)用：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(lián)軸器兩端設(shè)有擋板?？磕猃堉N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。便，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力更大。

缺點：耐沖擊能力較低，易老化，尼龍對溫度較敏感，不宜在高溫下工作，工作溫度范圍控制在－20~70℃。（3）.輪胎式聯(lián)軸器

兩半聯(lián)軸器用鍵與軸相聯(lián)，中間為橡膠制成的特型輪胎

特點：結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、彈

橡膠輪胎易變形，允許較大的相環(huán)，用止退墊板及螺釘與半聯(lián)軸器相連，通過輪胎傳遞轉(zhuǎn)矩。對位移，角位移達5°~12°，軸向位移達0.01D，徑向位移達0.02D(D為聯(lián)軸器外徑)。性大、壽命長、不需潤滑，但徑向尺寸大。應(yīng)用：啟動頻繁、正反向運轉(zhuǎn)、有振動沖擊、軸間相對位移大以及潮濕多塵之處。其他有彈性元件撓性聯(lián)軸器彈性管聯(lián)軸器其他撓性聯(lián)軸器(撓性)彈性聯(lián)軸器具有以下特點：1）具有彈性滯后特性，緩沖、吸振性好；2）結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。但聯(lián)軸器強度低、壽命較短。三、聯(lián)軸器的選擇1）傳遞載荷的大小、性質(zhì)及對緩沖功能的要求。

載荷平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大、同軸度好，無相對位移的選用剛性聯(lián)軸器。載荷變化大，要求緩沖、吸振或同軸度不易保證時應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器。2）工作轉(zhuǎn)速的高低與正、反轉(zhuǎn)變化多少的要求。

高速運轉(zhuǎn)的軸應(yīng)選動平衡精度較高的聯(lián)軸器；動載荷大的機器選用重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小的彈性聯(lián)軸器；正、反轉(zhuǎn)變化多，啟動頻繁，安裝不易對中的場合考慮采用彈性聯(lián)軸器。3）連接兩軸相對位移大小的要求。

安裝調(diào)整后難以保證兩軸精確對中，或工作中有較大位移量的兩軸連接，要選用彈性聯(lián)軸器。4）

兩軸軸線要求有一定夾角的，可選萬向聯(lián)軸器三、聯(lián)軸器的選擇

注意：由于類型選擇涉及因素較多，一般可參考以往使用聯(lián)軸器的經(jīng)驗進行選擇。2.聯(lián)軸器型號、尺寸的選擇

對于已標準化的聯(lián)軸器，可根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩、軸端的直計算轉(zhuǎn)矩徑和轉(zhuǎn)速從設(shè)計手冊中選定型號、尺寸。例9-1目錄第一節(jié)聯(lián)軸器第二節(jié)離合器第三節(jié)制動器第四節(jié)聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護第五節(jié)銷聯(lián)接第六節(jié)彈簧離合器在機器工作中可隨時使兩軸結(jié)合或分離。特點：隨時控制啟動和停車；控制變速和換檔；過載安全保護。離合器

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.離合器的類型按離合的工作原理可分：牙嵌式、摩擦式和電磁式按離合方式不同可分：操縱式和自動式按操縱方式分：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：超越、離心和安全離合器離合器的分類離合器操縱自動機械操縱離合器液壓(操縱)離合器氣壓(操縱)離合器電磁(操縱)離合器安全離合器離心式離合器超越離合器嵌合式：牙嵌離合器摩擦式圓盤摩擦離合器錐面摩擦離合器3.1牙嵌離合器1、2半離合器3導向平鍵4操縱滑環(huán)5對中環(huán)

由端面帶牙的兩個半離合器組成，通過端面上的凸牙傳遞轉(zhuǎn)矩。半離合器1用平鍵與主動軸連接，半離合器2裝在從動軸上，操縱移動滑環(huán)4可使它沿導向平鍵3移動，以實現(xiàn)離合器的接合與分離。材料選擇及熱處理：齒面需要高耐磨性，故齒面應(yīng)具有較高的硬度；一般采用低碳鋼+低碳淬火處理或中碳鋼+表面淬火處理；對于不重要的和靜止時離合的牙嵌離合器也可采用鑄鐵。3.1牙嵌離合器牙數(shù)：3-60個，要傳遞轉(zhuǎn)矩大，取較少牙數(shù)；要接合時間短時，取較多牙數(shù)。三角形齒：接合容易、齒頂尖、強度低，用于小載荷。梯形齒：強度高、磨損后自動補償間隙，用于較大載荷。鋸齒形齒：單向工作、強度最高，反向時將迫使離合器分離。離合器的牙形有三角形、梯形、鋸齒形等優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，工作時無滑動，應(yīng)用廣泛。缺點：只宜在兩軸不回轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速差很小時離合，否則撞齒折斷3.2摩擦離合器

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1.單盤摩擦離合器

特點：結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但徑向尺寸大，傳遞有限的轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：轉(zhuǎn)矩2000N·m以下的輕型機械。兩圓盤的接合面產(chǎn)生足夠的摩擦力以傳遞轉(zhuǎn)矩。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2可沿導向平鍵在從動軸上移動。移動滑環(huán)3可使兩盤接合或分離。

較多的摩擦接合面能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，接合和分離過2.多盤摩擦離合器程較平穩(wěn)，但結(jié)構(gòu)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。3.電磁摩擦離合器4、圓錐式摩擦離合器與單圓盤摩擦離合器相比較，由于錐形結(jié)構(gòu)使圓錐式摩擦離合器在相同外徑尺寸和相同軸向壓力的情況下接觸面積增大，從而產(chǎn)生較大的摩擦力，傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。5.與牙嵌離合器相比，摩擦離合器具有如下優(yōu)點：在任何不同轉(zhuǎn)速兩軸都可接合；過載時摩擦面間將發(fā)生打滑，可以防止損壞其他零件；接合平穩(wěn)，沖擊和振動較小。目錄第一節(jié)聯(lián)軸器第二節(jié)離合器第三節(jié)制動器第四節(jié)聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護第五節(jié)銷聯(lián)接第六節(jié)彈簧一

、制動器的組成和類型

第三節(jié)

制動器1.制動器的組成

由制動架、制動元件和驅(qū)動裝置三部分組成。2.制動器的類型

按制動零件的結(jié)構(gòu)特征可分：塊式、帶式、盤式制動

按工作狀態(tài)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；

制動架是制動器其他部分安裝和支承的基礎(chǔ)。制動元件是產(chǎn)生制動力矩執(zhí)行制動的元件。驅(qū)動裝置是將作用于制動器的驅(qū)動力放大并傳遞給制動元件以實現(xiàn)緊閘或松閘的裝置。3、制動器的功用一

、制動器的組成和類型

能產(chǎn)生足夠的制動力矩。松閘與合閘迅速，制動平穩(wěn)。構(gòu)造簡單，外形緊湊。制動器的零件有足夠的強度和剛度，而制動器摩擦帶要有較高的耐磨性和耐熱性。調(diào)整和維修方便。二、外抱塊式制動器

靠制動塊與制動輪之間的摩擦力來實現(xiàn)制動。

瓦塊常用金屬(鑄鐵、

應(yīng)用：大型絞車，起重機等設(shè)備中。通電時，電磁線圈1的吸住銜鐵2，再通過杠桿機構(gòu)的作用使制動塊5松開，機械便能自由運轉(zhuǎn)。斷開電路，電磁線圈釋放銜鐵2，在彈簧4的作用下，通過杠桿使制動塊5抱緊制動輪6實現(xiàn)制動。鋼、銅)或非金屬(碳、玻璃)纖維與鐵粉、石墨等材料壓制而成。三、內(nèi)張式制動器

利用內(nèi)置的制動蹄在徑向向外擠壓制動輪，產(chǎn)生制動

制動器工作時，推動器4(液壓缸

特點：結(jié)構(gòu)緊湊，散熱性好，密封容易。應(yīng)用：輪式起重機，各種車輛等結(jié)構(gòu)尺寸受限的場合。轉(zhuǎn)矩來制動。內(nèi)張?zhí)闶街苿悠鞣譃閱翁恪㈦p蹄、多蹄等?；驓飧?克服拉簧5的作用使左右制動蹄1分別與制動輪3相互壓緊，產(chǎn)生制動作用。推動器卸壓后，拉簧5使兩制動蹄與制動輪分離松閘。四、帶式制動器

利用制動帶與制動輪之間的摩擦力實現(xiàn)制動。

特點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、

應(yīng)用：中小型起重、運輸機械和人工操縱的場合。帶式制動器分簡單帶式、差動帶式和綜合帶式。當施加外力于制動杠桿上時，利用杠桿作用使制動帶抱住制動輪產(chǎn)生摩擦力達到制動的目的。包角大(可超過2π)、制動力矩大。但制動輪軸受較大的彎曲作用力，制動帶的壓強和磨損不均勻，且受摩擦系數(shù)變化的影響大，散熱差。目錄第一節(jié)聯(lián)軸器第二節(jié)離合器第三節(jié)制動器第四節(jié)聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護第五節(jié)銷聯(lián)接第六節(jié)彈簧第四節(jié)聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護1、聯(lián)軸器與離合器的安裝誤差應(yīng)嚴格控制，對于剛性聯(lián)軸器更應(yīng)該注意。2、對于轉(zhuǎn)速較高的聯(lián)軸器，使用前要進行動平衡試驗。3、聯(lián)軸器在工作后應(yīng)檢查兩軸對中情況。其相對位移不應(yīng)大于許用補償量。4、要定期檢查離合器的操縱系統(tǒng)是否操作靈活，工作可靠。5、多片式摩擦離合器在工作時不應(yīng)有打滑或分離不徹底現(xiàn)象。要經(jīng)常檢查作用在摩擦片上的壓力是否足夠和摩擦片磨損情況，回位彈簧是否靈敏，主、從動片之間的側(cè)隙要經(jīng)常注意調(diào)整。6、制動器要經(jīng)常檢查其工作狀況，制動器全部傳動系統(tǒng)的動作要靈敏，要按時向轉(zhuǎn)動部件注油潤滑，經(jīng)常調(diào)整彈簧彈力、合理調(diào)整松開狀態(tài)時制動瓦塊與制動輪的間隙。目錄第一節(jié)聯(lián)軸器第二節(jié)離合器第三節(jié)制動器第四節(jié)聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護第五節(jié)銷聯(lián)接第六節(jié)彈簧用銷將兩個零件連接在一起的連接方式稱為銷連接。第五節(jié)銷聯(lián)接銷通常用來固定零件的