1、第第17章章 聯軸器、離合器和制動器聯軸器、離合器和制動器 17.1 17.1 概述概述 17.2 17.2 剛性聯軸器剛性聯軸器 17.3 17.3 無彈性元件撓性聯軸器無彈性元件撓性聯軸器 17.4 17.4 非金屬彈性元件撓性聯軸器非金屬彈性元件撓性聯軸器 17.5 17.5 牙嵌離合器牙嵌離合器 17.6 17.6 摩擦離合器摩擦離合器 17.7 17.7 自動離合器自動離合器 17.8 17.8 制動器制動器1.功用功用: 離合器:在機器運轉時, 可使兩軸隨時接合或分離,用以控制傳動系統的斷續。在機器運轉時，兩軸不能分離，只有停車后將聯接拆開后 ，兩軸才能分離。2.區別區別: 實現軸

2、與軸的聯接, 并用以傳遞運動和動力, 有時也可用作安全裝置。(一)聯軸器與離合器的功用及區別17.1 概述概述聯軸器:制動器制動器 利用摩擦阻力矩來消耗機器運動部件的動能，以降低機器的速度或迫使其停止運轉。(二）分類二）分類能補償兩軸的相對位移能補償兩軸的相對位移不能補償兩軸相對位移不能補償兩軸相對位移不能緩和沖擊吸收振動不能緩和沖擊吸收振動聯軸器分類聯軸器分類:1.剛性聯軸器剛性聯軸器2.撓性聯軸器撓性聯軸器無彈性元件無彈性元件金屬彈性元件金屬彈性元件非金屬彈性元件非金屬彈性元件離合器分類離合器分類:主要分牙嵌式和摩擦式兩類。主要分牙嵌式和摩擦式兩類。電磁離合器和自動離合器電磁離合器和自動離

3、合器緩和沖擊緩和沖擊吸收振動吸收振動彈性聯軸器彈性聯軸器 (多為標準件多為標準件)1.選擇類型：依據工作要求，兩軸對中性等。選擇類型：依據工作要求，兩軸對中性等。2.根據軸的直徑根據軸的直徑d，n，T從標準中選型號從標準中選型號(定尺寸定尺寸)。3.強度校核強度校核(薄弱元件薄弱元件)： 用計算轉矩用計算轉矩 Tc=KT K-工作情況系數工作情況系數 表表17-1(三）三）聯軸器和離合器選擇聯軸器和離合器選擇17.2 剛性聯軸器剛性聯軸器 聯軸器聯軸器特點：特點：剛性聯軸器不具有補償被聯兩軸線相對位移剛性聯軸器不具有補償被聯兩軸線相對位移的能力，也不具有緩沖減振能力，但結構簡單，的能力，也不具

4、有緩沖減振能力，但結構簡單，價格便宜。價格便宜。 適用：適用：載荷平穩、轉速穩定、被聯接兩軸軸線相對載荷平穩、轉速穩定、被聯接兩軸軸線相對位移極小的情況。位移極小的情況。兩軸軸線可嚴格對中。兩軸軸線可嚴格對中。 特點：特點：結構簡單，制造容易，徑向尺寸小。結構簡單，制造容易，徑向尺寸小。 套筒式聯軸器套筒式聯軸器 適用：適用：兩軸同心度好，工作平穩，無沖擊的場合。兩軸同心度好，工作平穩，無沖擊的場合。 夾殼聯軸器夾殼聯軸器 *撓性聯軸器撓性聯軸器 特點：特點：具有一定的補償被聯兩軸軸線相對位移的能力，最具有一定的補償被聯兩軸軸線相對位移的能力，最大補償量隨型號不同而異。大補償量隨型號不同而異。

5、 適用：適用：兩軸同軸度不易保證的場合兩軸同軸度不易保證的場合 。 無彈性元件撓性聯軸器無彈性元件撓性聯軸器特點及應用：特點及應用：承載能力大，但承載能力大，但不具備緩沖減振性能，在高速或轉速不穩定或正、反轉時，不具備緩沖減振性能，在高速或轉速不穩定或正、反轉時，有沖擊和噪音。適于低速、重載、轉速平穩的場合。有沖擊和噪音。適于低速、重載、轉速平穩的場合。 非金屬彈性元件撓性聯軸器非金屬彈性元件撓性聯軸器特點及應用：特點及應用：有很好的緩有很好的緩沖減振性能，但彈性元件強度低、壽命短、承載能力小沖減振性能，但彈性元件強度低、壽命短、承載能力小 。適。適用于高速、輕載和常溫的場合。用于高速、輕載和

6、常溫的場合。 金屬彈性元件撓性聯軸器金屬彈性元件撓性聯軸器特點及應用：特點及應用：具有較好的緩具有較好的緩沖減振性能外，且承載能力大，適用于速度和載荷變化較大沖減振性能外，且承載能力大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。及高溫或低溫場合。 制造、安裝誤差或工作變形等原因，制造、安裝誤差或工作變形等原因，不能保證被聯接的兩軸軸線嚴格對中不能保證被聯接的兩軸軸線嚴格對中 軸向位移軸向位移 徑向位移徑向位移 角位移角位移 綜合位移綜合位移 、 、 17.3 無彈性元件撓性聯軸器無彈性元件撓性聯軸器無彈性元件撓性聯軸器無彈性元件撓性聯軸器能容許聯接的兩軸間有能容許聯接的兩軸間有相對位移：相對位

7、移：1）滑塊聯軸器）滑塊聯軸器 圖圖17-3 十字十字滑塊聯軸器滑塊聯軸器 特點：特點： 結構簡單、徑向尺寸小結構簡單、徑向尺寸小 適用：適用： 兩軸徑向位移較大、無沖兩軸徑向位移較大、無沖擊及低速場合。擊及低速場合。傳動比為常數的條件：傳動比為常數的條件：雙萬向鉸鏈機構的主、從動軸的角速度恒等的條件為軸軸1、3和中間軸和中間軸2應位于同一平面內；應位于同一平面內；軸軸1、3的軸線與中間軸的軸線與中間軸2的軸線之間的夾角相等；的軸線之間的夾角相等；中間軸的兩端的叉面應位于同一平面內。中間軸的兩端的叉面應位于同一平面內。123O3O1主動軸1中間軸 2 從動軸31133*3）齒式聯軸器）齒式聯軸

8、器 特點：特點：承載能力較大，但不具備緩沖減振能力；齒輪嚙合承載能力較大，但不具備緩沖減振能力；齒輪嚙合處需潤滑，結構較復雜，造價高處需潤滑，結構較復雜，造價高。 適用：適用：適用于重載、低速場合。適用于重載、低速場合。 1）彈性套柱銷式聯軸器彈性套柱銷式聯軸器17.4 非金屬彈性元件撓性聯軸器非金屬彈性元件撓性聯軸器 特點：特點：制造容易，裝拆方便制造容易，裝拆方便成本低。但易磨損，壽命短。成本低。但易磨損，壽命短。 適用：適用：頻繁起動及換向的傳頻繁起動及換向的傳遞中、小轉矩的高、中速軸。遞中、小轉矩的高、中速軸。2）彈性柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器 特點：特點：傳遞扭矩較大，結構更簡單，安裝

9、、制造方便，傳遞扭矩較大，結構更簡單，安裝、制造方便，耐久性好，具有一定的緩沖吸振能力。耐久性好，具有一定的緩沖吸振能力。 適用：適用：軸向竄動較大、正反轉變化較多和啟動頻繁的場合。軸向竄動較大、正反轉變化較多和啟動頻繁的場合。3）輪胎式聯軸器輪胎式聯軸器 特點：特點：富有彈性，具有良好消振能力，能有效降低動載荷富有彈性，具有良好消振能力，能有效降低動載荷和補償較大的軸向位移，絕緣性好，運轉時無噪聲。但徑和補償較大的軸向位移，絕緣性好，運轉時無噪聲。但徑向尺寸大，轉矩大時會因扭轉變形而產生附加軸向力。向尺寸大，轉矩大時會因扭轉變形而產生附加軸向力。多角形橡膠聯軸器多角形橡膠聯軸器安全聯軸器安全

10、聯軸器 作用：當工作轉矩超過機器允許的極限轉矩時，聯接件將作用：當工作轉矩超過機器允許的極限轉矩時，聯接件將發生折斷，使從動軸自動停止轉動，保護機器中的重要零發生折斷，使從動軸自動停止轉動，保護機器中的重要零件不致損壞。件不致損壞。 斷開聯接后不能自動恢復工作能力，用于很少過載處斷開聯接后不能自動恢復工作能力，用于很少過載處 剪切銷安全聯軸器：剪切銷安全聯軸器： 銷釘裝在經過淬火的鋼套內，過載時即被剪斷。銷釘裝在經過淬火的鋼套內，過載時即被剪斷。單剪式雙剪式 型-長圓柱型 1型-短圓柱型 型-有沉孔的圓柱型 型-有沉孔的圓錐軸孔 1型-無沉孔的圓錐軸孔(考慮鍵聯接強度) 型J型1型型1型A型B

11、型B1型C型聯軸器與軸聯軸器與軸的聯接型式的聯接型式 作用：離合器用來聯接兩根軸，使之一起轉動并傳遞轉矩，在工作中主、從動部分可分離可接合。 一、離合器的分類一、離合器的分類 按其工作原理可分為嵌入式、摩擦式兩類； 按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類； 按操縱方式分有機械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器等； 可自動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，自動地接合或分離。離合器離合器 二、對離合器的基本要求二、對離合器的基本要求 分離、接合迅速，平穩無沖擊，分離徹底，動作準確可靠； 結構簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接

12、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，調整維修方便。離合器離合器17.5 牙嵌離合器牙嵌離合器 特點：特點：結構簡單，外廓尺寸小，能傳遞較大的轉矩。結構簡單，外廓尺寸小，能傳遞較大的轉矩。牙嵌離合器牙嵌離合器 適用：適用：只宜在兩軸不回轉或轉速差很小的時才進行接合，只宜在兩軸不回轉或轉速差很小的時才進行接合，否則牙齒可能會因此受到撞擊而折斷。否則牙齒可能會因此受到撞擊而折斷。 注意：注意：牙嵌離合器可以借助電磁線圈的吸力來操縱，牙嵌離合器可以借助電磁線圈的吸力來操縱，稱為電磁牙嵌離合器。電磁牙嵌離合器通常采用嵌入方稱為電磁牙嵌離合器。電磁牙嵌離合器通常采用嵌入方便的

13、三角形細牙。它依據信息而動作，所以便于遙控和便的三角形細牙。它依據信息而動作，所以便于遙控和程序控制。程序控制。 17.6 摩擦式離合器摩擦式離合器單片式圓盤摩擦離合器單片式圓盤摩擦離合器適用：適用：扭矩不大（扭矩不大（2 000 Nm)的輕型機械。的輕型機械。多片式圓盤摩擦離合器多片式圓盤摩擦離合器摩擦離合器摩擦離合器與與牙嵌離合器比較牙嵌離合器比較 優點：優點： 1 1）不論何種速度時，兩軸都可以接合或分離；且接合）不論何種速度時，兩軸都可以接合或分離；且接合過程平穩過程平穩, ,沖擊、振動較小；沖擊、振動較小； 2 2）從動軸的加速時間和傳遞的最大轉矩可以調節；）從動軸的加速時間和傳遞的

14、最大轉矩可以調節； 3 3）過載時可發生打滑，以保護重要零件不致損壞。）過載時可發生打滑，以保護重要零件不致損壞。 缺點：缺點： 1 1）外廓尺寸較大；）外廓尺寸較大； 2 2）在接合、分離過程中要產生滑動摩擦，故發熱量較）在接合、分離過程中要產生滑動摩擦，故發熱量較大，磨損也較大，需考慮散熱問題。大，磨損也較大，需考慮散熱問題。 提高散熱和減輕磨損的措施：提高散熱和減輕磨損的措施： 把摩擦離合器浸入油中工作。把摩擦離合器浸入油中工作。 離合器操縱方法離合器操縱方法 機械操縱、機械操縱、電磁操縱電磁操縱、氣壓操縱、液壓操縱、氣壓操縱、液壓操縱 電磁摩擦離合器可實現遠距離操縱，動作迅速，沒有電磁

15、摩擦離合器可實現遠距離操縱，動作迅速，沒有不平衡的軸向力，在數控機床等機械中獲得了廣泛的應用。不平衡的軸向力，在數控機床等機械中獲得了廣泛的應用。17.7 自動離合器自動離合器 1、安全離合器、安全離合器 當工作轉矩超過機器允許的極限轉矩時，便能自動分離，具有防止過載的安全保護作用。 斷開聯接后能夠自動恢復工作能力，用于經常過載處 1）摩擦式安全離合器 利用調整螺母來控制彈簧對內、外摩擦片組的壓緊力，從而控制離合器所能傳遞的極限力矩。 當超載時，內、外摩擦片接觸面間會出現打滑。一般用于短期過載的場合。1、安全離合器、安全離合器 2）滾珠安全離合器正常工作時彈簧推力使兩盤的滾珠交錯壓緊正常工作時

16、彈簧推力使兩盤的滾珠交錯壓緊轉矩傳遞：轉矩傳遞： 主動齒輪主動齒輪1 滾珠滾珠從動盤從動盤2、外套筒外套筒3（從動軸）（從動軸）當轉矩超過許用值時，彈簧被過大的軸向分力壓縮，使從動盤向右移動，原當轉矩超過許用值時，彈簧被過大的軸向分力壓縮，使從動盤向右移動，原來交錯壓緊的滾珠因被放松而相互滑動，此時主動齒輪空轉，從動軸即停止來交錯壓緊的滾珠因被放松而相互滑動，此時主動齒輪空轉，從動軸即停止轉動。轉動。當載荷恢復正常時，又可重新傳遞轉矩。彈簧壓力的大小可用螺母來調節。當載荷恢復正常時，又可重新傳遞轉矩。彈簧壓力的大小可用螺母來調節。 2、 離心式離合器離心式離合器 閘塊離心式離合器：軸套1與主動

17、軸相聯接，閘塊3裝在軸套上的槽內，由螺旋彈簧4拉緊使其向心。軸套2與從動軸相聯接。當主動軸達到一定轉速時，作用于閘塊上的離心力F1大于螺旋彈簧的拉力，使閘塊壓向套筒。如果選擇恰當的閘塊質量，則當主動軸轉速增大到公稱轉速時，閘塊與套筒接觸面間具有正常結合所需的壓力和摩擦力以克服從動軸上的工作阻力矩，從而帶動從動軸一同回轉。多用于電動機軸端或安裝在帶輪中。 特殊2 在兩個拉伸螺旋彈簧的彈力作用下，主動部分的一對閘塊與從動部分的鼓輪脫開； 當轉速達到某一數值后，離心力增加到能克服彈簧拉力時，便使閘塊繞其支點向外擺動與從動鼓輪壓緊，離合器即進入接合狀態。 當接合面上產生的摩擦力矩足夠大時，主、從動軸即

18、一起轉動開式離心離合器的工作原理 3、定向離合器、定向離合器當星輪當星輪2為主動輪并作順時針回轉為主動輪并作順時針回轉時，滾柱時，滾柱3將被摩擦力轉動而滾向將被摩擦力轉動而滾向空隙的收縮部分，并楔緊在星輪和空隙的收縮部分，并楔緊在星輪和外環間，使外環隨星輪一同回轉，外環間，使外環隨星輪一同回轉，離合器即進入接合狀態。離合器即進入接合狀態。當星輪反向回轉時，滾柱即被滾到當星輪反向回轉時，滾柱即被滾到空隙的寬敞部分，這時離合器即處空隙的寬敞部分，這時離合器即處于分離狀態。于分離狀態。因而定向離合器只能傳遞單方向的因而定向離合器只能傳遞單方向的轉矩，可在機械中用來防止逆轉及轉矩，可在機械中用來防止逆轉及完成單向傳動。完成單向傳動。如果外環隨星輪旋轉的同時，又從另一運動系統獲得旋向相同但轉速如果外環隨星輪旋轉的同時，又從另一運動系統獲得旋向相同但轉速較大的運動時，離合器也將處于分離狀態，即從動件的角速度超過主較大的運動時，離合器也將處于分離狀態，即從動件的角速度超過主動件時，不能帶動主動件旋轉，這種離合器的結合和分離是與星輪和動件時，不能帶動主動件旋轉，這種離合器的結合和分離是與星輪和外環間的相對轉速差有關，因此又稱為超越離合器。外環間的相對轉速差有關，因此又稱為超越離合器。4、磁粉離合器、磁粉離合器由磁軛輪圈1、環形勵磁線圈2、磁粉3、從動鼓輪4及主動輪5組成。鼓輪與磁軛輪圈間約有