機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第十六章聯(lián)軸器-離合器-制動(dòng)器課件

第十六章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器聯(lián)軸器用來把兩軸聯(lián)接在一起，以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩，機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才能接合或分離的一種裝置。離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時(shí)接合或分離的一種裝置。它可用來操縱機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)的斷續(xù)，以便進(jìn)行變速及換向等。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。

§16—1聯(lián)軸器

一.聯(lián)軸器的種類

被聯(lián)接兩軸間的各種相對位移無補(bǔ)償能力，故對兩軸對中性的要求高。當(dāng)兩軸有相對位移時(shí)，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起附加載荷。這類聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡單。聯(lián)軸器的分類固定式聯(lián)軸器

可移式聯(lián)軸器剛性可移式聯(lián)軸器：利用聯(lián)軸器工作零件間的間隙和結(jié)構(gòu)特性來補(bǔ)償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。彈性可移式聯(lián)軸器：利用聯(lián)軸器中的彈性元件的變形，來補(bǔ)償兩軸間的相對位移，而且具有緩沖減振的能力。對被聯(lián)接兩軸間的各種相對位移有補(bǔ)償能力，進(jìn)一步分為：

二.固定式聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器

十字滑塊聯(lián)軸器

運(yùn)動(dòng)三.可移式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器

齒式聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器

萬向聯(lián)軸器

結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)演示

結(jié)構(gòu)

工程案例實(shí)物十字軸式剛性萬向節(jié)為汽車上廣泛使用的不等速萬向節(jié)，允許相鄰兩軸的最大交角為15゜～20゜。十字軸式萬向節(jié)由一個(gè)十字軸，兩個(gè)萬向節(jié)叉和四個(gè)滾針軸承等組成。兩萬向節(jié)叉上的孔分別套在十字軸的兩對軸頸上。這樣當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸既可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，又可繞十字軸中心在任意方向擺動(dòng)。在十字軸軸頸和萬向節(jié)叉孔間裝有滾針軸承5，滾針軸承外圈靠卡環(huán)軸向定位。1-軸承蓋；2、6-萬向節(jié)叉；3-油嘴；4-十字軸；5-安全閥；7-油封；8-滾針；9-套筒

1.十字軸式剛性萬向節(jié)構(gòu)造:為了潤滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。2.球籠式等速萬向節(jié)

(1)結(jié)構(gòu)

如圖所示，星形套7與主動(dòng)軸1用花鍵固接在一起，星形套外表面有六條弧形凹槽滾道，球形殼8的內(nèi)表面有相應(yīng)的六條凹槽，六個(gè)鋼球分別裝在各條凹槽中，由球籠4使其保持在同一平面內(nèi)。動(dòng)力由主動(dòng)軸1、鋼球6、球形殼8輸出。1-主動(dòng)軸；2-鋼帶箍；3-外罩；4-保持架（球籠）；6-鋼球；7-星形套（內(nèi)滾道）；

8-球型殼（外滾道）；9-卡環(huán)

A-外滾道中心；B-內(nèi)滾道中心；C-鋼球中心

(2)特點(diǎn)：球籠式萬向節(jié)工作時(shí)六個(gè)鋼球都參入傳力，故承載能力強(qiáng)、磨損小、壽命長。它被廣泛應(yīng)用于各種型號的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和獨(dú)立懸架的驅(qū)動(dòng)橋。

彈性套柱銷聯(lián)軸器

彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器

彈性柱銷聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器（見教材271頁圖16-9）輪胎聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器星形彈性聯(lián)軸器五.聯(lián)軸器的選擇1.類型選擇（1）兩軸.對中情況：嚴(yán)格對中--------固定式聯(lián)軸器不能保證嚴(yán)格對中或工作時(shí)會發(fā)生位移-------可移式聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器（2）載荷情況載荷平穩(wěn)或變動(dòng)不大-----------剛性聯(lián)軸器經(jīng)常起動(dòng)制動(dòng)或載荷變化大---------彈性聯(lián)軸器（3）速度情況：工作轉(zhuǎn)速<聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速低速----------剛性聯(lián)軸器高速----------彈性聯(lián)軸器（4）環(huán)境情況環(huán)境溫度低（<-20°c）或高（>45°c)不宜選用具有橡膠或尼龍作彈性元件的聯(lián)軸器；考慮安裝尺寸2.尺寸選擇據(jù)被聯(lián)接軸的直徑，轉(zhuǎn)速，計(jì)算轉(zhuǎn)矩選擇（見教材267頁）

一、離合器的分類作用：離合器用來聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中主、從動(dòng)部分可分離可接合。

按其工作原理可分為嚙合式：利用牙齒嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩，可保證兩軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，但只能在低速或停車時(shí)進(jìn)行離合摩擦式：利用工作表面的摩擦傳遞扭矩，能在任何轉(zhuǎn)速下離合，有過載保護(hù)但不能保證兩軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)

按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動(dòng)式兩類；

按操縱方式分有機(jī)械操縱式、電磁操縱式、液壓操縱式和氣壓操縱式等；

可自動(dòng)離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能在特定條件下，自動(dòng)地接合或分離?！?6—2離合器對離合器的基本要求

分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠；

結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；

接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱條件好；

操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。二、牙嵌離臺器單圓盤摩擦離合器多圓盤摩擦離合器三、摩擦離合器電磁摩擦離合器膜片彈簧離合器膜片彈簧離合器蓋壓盤從動(dòng)盤三、磁粉離合器磁粉離合器的工作原理如圖17-15a所示，主動(dòng)軸與輪芯1固定聯(lián)接，在輪芯外緣的槽內(nèi)繞有環(huán)形激磁線圈2，從動(dòng)外輪鼓4與輪芯間形成的氣隙中填入了導(dǎo)磁率高的鐵粉混合物3。當(dāng)線圈通電時(shí)，將形成一個(gè)經(jīng)主動(dòng)殼體、間隙、環(huán)形從動(dòng)件中而閉合的磁通，鐵粉被磁場化形成磁粉鏈。當(dāng)主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于磁粉的剪切阻力帶動(dòng)外鼓輪從而傳遞轉(zhuǎn)矩。當(dāng)斷電時(shí)，鐵粉處于自由松散狀態(tài)，離合器即被分離。磁粉離合器的主要特點(diǎn)有：（1）勵(lì)磁電流I與轉(zhuǎn)矩T間呈線性關(guān)系，所以轉(zhuǎn)矩控制方便、精度高，調(diào)節(jié)范圍寬；（2）可實(shí)現(xiàn)恒張力控制，為一些有特殊要求的場合提供恒張力；（3）過載時(shí)磁粉層打滑，可以起到過載保護(hù)作用；（4）可用作制動(dòng)器。四、定向離合器

定向離合器只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，反向時(shí)能自動(dòng)分離。鋸齒形牙嵌離合器就是一種定向離合器，它只能單方向傳遞轉(zhuǎn)矩，反向時(shí)會自動(dòng)分離。圖12-14所示為摩擦式定向離合器，它主要是由星輪1、外圈2、彈簧頂桿4和滾柱3組成。彈簧的作用是將滾柱壓向星輪的楔形槽內(nèi)，使?jié)L柱與星輪、外圈相接觸。設(shè)離合器以圖示轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)外圈的轉(zhuǎn)速大于內(nèi)圈時(shí)，由于摩擦力的作用使?jié)L柱滑出楔形槽，這時(shí)離合器呈分離狀態(tài)；當(dāng)外圈轉(zhuǎn)速小于內(nèi)圈時(shí)，或外圈反轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦力和彈簧的共同作用，使?jié)L柱滑入楔形槽內(nèi)，這時(shí)離合器呈閉合狀態(tài)。因此這種離合器也稱為超越離合器?！?6—3制動(dòng)器

制動(dòng)器與聯(lián)軸器、離合器不同，它是利用摩擦力矩來消耗機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的。其動(dòng)作迅速，可靠；其摩擦副耐磨，易散熱。按照制動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)特征分：塊式、盤式等型式的制動(dòng)器。按機(jī)構(gòu)不工作時(shí)制動(dòng)零件所處狀態(tài)分：有常閉式和常開式兩種制動(dòng)器；前者經(jīng)常處于緊閘狀態(tài)，要加外力才能解除制動(dòng)作用，例如提升機(jī)構(gòu)中的制動(dòng)器；后者經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，必須施加外力才能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，例如多數(shù)車輛中的制動(dòng)器。按照控制方式分：自動(dòng)式和操縱式兩類；前者如各類常閉式制動(dòng)器；后者包括用人力、液壓、氣動(dòng)及電磁來操縱的制動(dòng)器。制動(dòng)器通常裝在機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)速較高的軸上，這樣所需制動(dòng)力矩和制動(dòng)器尺寸可以小一些。1、塊式制動(dòng)器

2、內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器

1.制動(dòng)踏板2.推桿3.主缸活塞4.制動(dòng)主缸5.油管6.制動(dòng)輪缸7.輪缸活塞8.制動(dòng)鼓9.摩擦片10.制動(dòng)蹄11.制動(dòng)底板12.支承銷13.制動(dòng)蹄回位彈簧3、盤式制動(dòng)器

一．彈簧的功用

彈簧是一種彈性的元件，它具有剛度小、變形大、在載荷作用下易產(chǎn)生較大彈性變形等特點(diǎn)，在各類機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。彈簧的主要功用有：控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)或零件的位置緩沖和減振儲存能量、測力第十七章彈簧二．彈簧的分類按彈簧承受的載荷分：拉伸彈簧壓縮彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧彎曲彈簧按照彈簧的形狀分：螺旋彈簧是用彈簧絲卷繞制成的，由于制造簡便，所以應(yīng)用最廣。在一般機(jī)械中，最常用的是圓柱螺旋彈簧。螺旋彈簧碟形彈簧板簧盤簧異型彈簧環(huán)形彈簧各類彈簧按照承受載荷的循環(huán)次數(shù)NⅠ類彈簧（N>106）:內(nèi)燃機(jī)氣門彈簧；電磁制動(dòng)器彈簧Ⅱ類彈簧（N=103---105）：調(diào)速器彈簧；安全閥彈簧，一般車輛彈簧Ⅲ類彈簧（N<103和受靜載）：摩擦式安全離合器彈簧名稱

圖說明拉伸彈簧

承受拉力壓縮彈簧

承受壓力圓錐螺旋彈簧

承受壓力扭轉(zhuǎn)彈簧

承受扭矩渦卷彈簧彎曲彈簧

碟形彈簧

承受壓力環(huán)形彈簧

板彈簧

承受彎距三．彈簧的制造卷制→掛鉤制作或端面圈精加工→熱處理→工藝試驗(yàn)及強(qiáng)壓處理。螺旋彈簧的制造工藝包括：詳細(xì)介紹四．彈簧的材料為了使彈簧能夠可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時(shí)應(yīng)具有足夠的韌性和塑性，以及良好的可熱處理性。1．常用彈簧鋼2．材料選擇許用應(yīng)力選擇彈簧材料時(shí)，應(yīng)考慮其用途、使用條件(載荷性質(zhì)、大小及循環(huán)特性、工作持續(xù)時(shí)間、工作溫度等)以及加工、熱處理和經(jīng)濟(jì)性等因素。碳素彈簧鋼(如65、70鋼)：價(jià)格便宜、來源方