联轴器、离合器、制动器 教案

机械基础机械基础第一学年第一学期教案编号

图15-17

所组成，如图所示。其中半离合器Ⅰ固联在主动轴上，半离

图15-18

通过操纵机构可使离合器Ⅱ沿导键作轴向运动，两轴靠两个半离合器端面上的牙嵌合来联接。为了使两轴对中，在半离合器Ⅰ固定有对中环，而从动轴可以在对中环中自有地

牙嵌离合器常用的牙型有三角形、矩形、梯形、锯齿型等，其径向剖面如图所示。三角形牙多用于轻载的情况，容易接合、分力，但牙齿强度较低。矩形牙不便于接合、分离也困难，仅用于静止时手动接合。梯形牙的侧面制成α＝的斜角，牙根强度较高，能传递较大的转矩，并可补偿磨损而产生的齿侧间隙，接合与分离比较容易，因此梯形牙应用较广。三角形、矩形、梯形牙都可以作双向工作，

图15-19

能在高速下离合的机械式离合器。

最简单的摩擦离合器如图所示，主动盘固定在主动轴上，从动盘导键与从动轴联接，它可以沿轴向滑动。为了增在一个盘的表面上装有摩擦片。工作时利用操纵机构，在可移动的从动盘上施加轴向压力FA（可由弹簧、液压缸或电磁吸力等产生），使两盘压紧，产生摩擦力来传

）联接在一起。工作时，向左移动滑环，通过杠杆、压板使两组摩擦片压紧，离合器处于接合状态。若向右移动滑环时，摩擦片被松开，离合器实现分离。这种离合器常用于车床主轴箱内。其所能传递的最大转矩和作用在摩擦接合面上的压强分别为：

T

K r f zF T A f

A ≥⋅⋅=

1000

max

][)(42

122p D D F p A

≤-=π

为摩擦接合面的数目；D1、D2分别为磨擦盘接[p]为许用压强。

可先选定摩擦面的材料，再根据结构要、D2 。对油式摩擦离合器，取D1＝＝（1.5～2）D1 ；对于干式摩擦离合器，D2＝（1.5～2.5）D1 。然后利用上面的公式求出轴向压力，最后再求出接合面数z 。摩擦离合器的增加成正比增加。但是，如果z 取得过大，所传递的转矩并布随之增加密而且还会影响离合器的灵活z=5~15；对于干式取z=1~6。并常限制内外～30。

图 15-20

图15-21

400ºC，整个离合器的

定向离合器是一种随速度的变化或回转方向的变换而

它只能单向传递转矩。如锯齿

图15－2

往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移，如图所示。这就要求所设计的联轴器，要从结构上采取各种措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。

根据联轴器有无弹性元件，可以将联轴器分为两大类，即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类，固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格对中。而可移动式联轴器允许两轴有一定的安对两轴的位移有一定的补偿能力。弹性联轴器视其所具有弹性元件材料的不同，又可以分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两类。弹性联轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还具有缓冲减振的作用。

、刚性固定式联轴器

刚性固定式联轴器具有结构简单、成本低的优点。但对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性

图15－3

图15－4

接，并用螺栓将两个半联轴器联成一体，如图所示。

按对中方式分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型用凸肩和凹槽（D1）

并用普通螺栓联接，工作时靠两半联轴器接触面间的

装拆时需要作轴向移动。Ⅱ型用铰制孔螺螺栓与孔为略有过盈的紧配合，工作时靠螺栓受剪

装拆时不需要作轴向移动，但要配铰螺

对于受中等载荷，圆周速度小于35m/s时，凸缘联轴器

HT200等灰铸铁。重载或圆周速度大于

、45铸钢或锻钢。

图15－5

浮动盘的凸块可在套筒的凹槽中滑动，故允许一

0.04d，和角位移α≤0.5º。

45号钢，工作表面须经热处理以提高其硬度；要求较低时也可以用Q275钢，不进行

使用时应中间盘的油孔注油

因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转故主动轴与从动轴的角加速度应该相等。但在两轴间有

中间盘会产生很大的离心力，从

因此选用时应该注意其工作速度不得

n < 250r/min，轴的刚度较

图15－6

只是两边半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为粮棉不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木制成。由于

中间滑块的质量减小，又有弹性，故具有较高的极限转速。中间滑块也可以用尼龙6制成，并在装配时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在使用时可以自行润滑。

这种联轴器结构简单、尺寸紧凑，适用于小功率、中等转速且无剧烈冲击的场合。使用时可以按照JB/ZQ4384-86

选用。

3、万向联轴器

万向联轴器又称万向铰

链机构，用以传递两轴间夹

角可以变化的、两相交轴之

间的运动。这种机构广泛地

应用于汽车、机床、轧钢等

机械设备中。

图15-7所示即为万向

铰链机构的结构示意图。

轴Ⅰ、Ⅱ的末端各有一叉，分别用转动副A-A及B-B 与一个“十字形”构件相连。所有转动副的回转中心（轴线）交于一点O，两轴间的夹角为 。

我们可以看出当轴Ⅰ旋转一周时，轴Ⅱ显然也将随之转一周，即两轴的平均传动比为1。

但是，两轴的瞬时传动比却不恒为1，而是作周期性变化的。万向铰链的这种特性称作瞬时传动比的不均匀性。三、机械式制动器的类型及功用特点

制动器俗称刹车，是利用接触面的摩擦力、流体的黏滞力或电磁的阻尼力，来吸收运动机械零件的动能或势能，达到使机械零件减速或停止运动的目的。

机械式制动器主要是靠两机械零件间的摩擦力产生制动作用，使运动的机械零件减速或完全停止。可分为：

1、带式制动器5’10’

图15－7