CH14联轴器、离合器和制动器

14-1 联轴器的类型和应用联轴器的类型和应用14-2 离合器的类型和应用离合器的类型和应用第十四章第十四章 联轴器、离合器和制动器联轴器、离合器和制动器14-3 制动器制动器基本要求：基本要求：1）掌握常用联轴器、离合器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择）掌握常用联轴器、离合器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择与计算方法。与计算方法。2）掌握联轴器联接的两轴间的位移补偿原理及联轴器和离合器在功能上）掌握联轴器联接的两轴间的位移补偿原理及联轴器和离合器在功能上的异同。的异同。3）制动器类型。）制动器类型。本章重点：本章重点：常用联轴器、离合器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择与计算常用联轴器、离合器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择与计算方法。方法。14-1 联轴器联轴器的类型和应用的类型和应用联轴器和离合器主要用作轴与轴之间的联接，以传递运动和转矩。联轴器必须在机器停车后，经过拆卸才能使两轴结合或分离。离合器离合器在机器工作中可随时使两轴结合或分离。设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云y y 两轴线的相对位移两轴线的相对位移:制造、安装误差或工作时零件的变制造、安装误差或工作时零件的变形，被联接的两轴不能实现精确对中。形，被联接的两轴不能实现精确对中。x xy yx x轴向位移轴向位移 如果联轴器没有适应这种相对位移的能力就会引起附加载荷，甚至引起强烈振动。径向位移径向位移角位移角位移综合位移综合位移轴向位移、径向位移、角度位移、轴向位移、径向位移、角度位移、综合位移。综合位移。应用实例：应用实例：手腕驱动机构手腕驱动机构、汽车后桥驱动停等。、汽车后桥驱动停等。按结构特性分：按结构特性分：1 1、：适用于两轴能：适用于两轴能，并在工作中，并在工作中的地方，的地方，如凸缘联轴器。如凸缘联轴器。2 2、：适用于：适用于或或工作中有工作中有的地方。的地方。联轴器类型联轴器类型ClD0O整体齿形式dDTl整体鼓形式挠性联轴器，又可分为：挠性联轴器，又可分为：1 1）：只起：只起偏移及位移作用，因无偏移及位移作用，因无弹性元件弹性元件2 2）：弹性元件通过变形：弹性元件通过变形（）用于载荷和速度不大，同轴度用于载荷和速度不大，同轴度不易保证的场合。不易保证的场合。用于载荷和速度变化较大处。用于载荷和速度变化较大处。轴颈轴颈d d大小大小：dmindmax范围工作转速工作转速：nn转矩转矩T T：TcTn（许用名义转矩）选型号（查手册）连轴器的选择连轴器的选择设计：潘存云设计：潘存云一、一、固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器结构：结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。普通凸缘普通凸缘联轴器联轴器绞制孔螺栓绞制孔螺栓 型式：型式：有对中榫的凸缘联轴器有对中榫的凸缘联轴器普通凸缘联轴器普通凸缘联轴器-靠铰制孔螺栓对中。靠铰制孔螺栓对中。-靠榫头对中。靠榫头对中。普通螺栓普通螺栓 对中榫对中榫 有对中榫的凸缘联轴器有对中榫的凸缘联轴器1、D2D1dD0DD0dD1D2按对中方式不同，有两种型式：特点：能传递较大载荷；应用：用于两轴同轴度好、载荷平稳场合；径向尺寸小，机床中应用很广。径向尺寸小，机床中应用很广。2、用于低速。用于低速。AAA-A3、设计：潘存云制造与安装要求：制造与安装要求：半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直，安装半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直，安装时应使两轴精确对中。时应使两轴精确对中。9090材料：材料：一般用铸铁。当重载或一般用铸铁。当重载或V30m/sV30m/s时，用铸钢或锻钢。时，用铸钢或锻钢。特点：特点：结构简单、使用方便、传结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不能缓冲、减振。递扭矩较大，但不能缓冲、减振。应用：应用：用于载荷较平稳的两轴联接。用于载荷较平稳的两轴联接。固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器设计：潘存云二、二、可移动刚性联轴器可移动刚性联轴器 考虑制造、安装误差或工作时零件的变形，被联接考虑制造、安装误差或工作时零件的变形，被联接的两轴不能精确对中，的两轴不能精确对中，联轴器设计时适应这种相对位移。联轴器设计时适应这种相对位移。联接特点：联接特点：构成动联接，具有一个或几个方向的构成动联接，具有一个或几个方向的活动度。能补偿两轴的相对位移。活动度。能补偿两轴的相对位移。设计：潘存云设计：潘存云1 1、齿式联轴器、齿式联轴器结构：结构：两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同，外齿做两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同，外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联接。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓联接。两端密封，空腔内储存润滑油。两端密封，空腔内储存润滑油。功用：功用：能补偿轴不对中和偏斜。能补偿轴不对中和偏斜。工作范围：工作范围：正常齿：正常齿：3030 腰鼓齿：腰鼓齿：3 3 设计：潘存云设计：潘存云优点：优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。传递扭矩大、能补偿综合位移。缺点：缺点：结构笨重、造价高。结构笨重、造价高。应用：应用：用于重型传动。用于重型传动。设计：潘存云2 2、十字滑块联轴器、十字滑块联轴器结构：结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸榫的两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽中，构成移动副。中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽中，构成移动副。工作工作原理原理：当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。优缺点：优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损，结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。并给轴和轴承带来附加动载荷。适用范围：适用范围：3030,y y0.04d0.04d，n300 r/minn300 r/min y y3 3、滑块联轴器、滑块联轴器优点：优点：结构简单、尺寸紧凑。结构简单、尺寸紧凑。应用：应用：适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。结构：结构：与十字滑块联轴器结构相似，只是沟槽很宽，与十字滑块联轴器结构相似，只是沟槽很宽，中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。工作特点：工作特点：由于中间滑块质量小，且有弹性，故由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许较高的极限转速。允许较高的极限转速。设计：潘存云设计：潘存云4 4、万向联轴器、万向联轴器作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。过程中，两轴之间的夹角还可以改变。可用于可用于共轴、有夹角的两种情况应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。1 1）单万向联轴器单万向联轴器设计：潘存云设计：潘存云vA1=r1结构特点：结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的架，用铰链与中间的“十字形十字形”构件相联，构件相联，“十字形十字形”构件的中心位于两轴交点处构件的中心位于两轴交点处运动分析：运动分析：两轴平均传动比为两轴平均传动比为1，但，但瞬时传动比是动态变化的。瞬时传动比是动态变化的。在图示位置在图示位置I,以轴以轴1为参考系，为参考系，对对A点有点有：以轴以轴2为参考系，对为参考系，对A点有点有：vA2=r2A2A1 1Brr=r cos2 显然有显然有：vA1=vA2=0=04545轴间角为轴间角为：代入得：代入得：2 11=cos2设计：潘存云 r其它位置：其它位置：1 1BBA2在图示位置在图示位置II,以轴以轴2为参考系，为参考系，对对B点有点有：vB2=r2以轴以轴1为参考系，对为参考系，对B点有点有：vB1=r1=1 r cos同样有同样有：vB1=vB2 r代入得：代入得：2=1 cos2 =滑块联轴器滑块联轴器 ；角位移较大，或两轴相交时：角位移较大，或两轴相交时：=滑块联轴器滑块联轴器 4)考虑可靠性和工作环境考虑可靠性和工作环境 由金属制成的不需要润滑的联轴器工作比较可靠；由金属制成的不需要润滑的联轴器工作比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境；污染环境；含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀介质、强光等比较敏含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀介质、强光等比较敏感，而且容易老化。感，而且容易老化。在满足使用要求的前提下，应选择装拆方便、维护简单、成本低廉的联轴在满足使用要求的前提下，应选择装拆方便、维护简单、成本低廉的联轴器。器。5)联轴器的制造、安装、维护和经济性联轴器的制造、安装、维护和经济性 刚性刚性联轴器不仅结构简单，而且装拆方便，可用于联轴器不仅结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动低速、刚性大的传动 ；弹性联轴器具有较好的综合性能，广泛应用于一般的中、弹性联轴器具有较好的综合性能，广泛应用于一般的中、小传动。小传动。6)安全性要求安全性要求 有安全保护要求的轴，应选用安全联轴器。有安全保护要求的轴，应选用安全联轴器。表表14-1 工作情况系数工作情况系数KA原动机原动机 (KA)发电机、小型通风机、小型离心机发电机、小型通风机、小型离心机 1.3 1.5 1.8 2.2 透平压缩机、木工机械、输送机透平压缩机、木工机械、输送机 1.5 1.7 2.0 2.4搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 1.7 1.9 2.2 2.6织布机、水泥搅拌机、拖拉机织布机、水泥搅拌机、拖拉机 1.9 2.1 2.4 2.8挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 2.3 2.5 2.8 3.2电动机电动机 多缸多缸 双缸双缸 单缸单缸汽轮机汽轮机 内燃机内燃机 内燃机内燃机 内燃机内燃机工工 作作 机机压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵 3.1 3.3 3.6 4.0二、二、计算联轴器的扭矩计算联轴器的扭矩 计算转矩：计算转矩：Tca=KATKA为工作情况系数；为工作情况系数；T为公称扭矩；为公称扭矩；三、三、确定联轴器的型号确定联轴器的型号 选型依据：选型依据：Tca T，由相关标准确定型号；由相关标准确定型号；四、四、校核最大转速校核最大转速 n nmax 六、规定部件相应的安装精度六、规定部件相应的安装精度被联接轴的转速被联接轴的转速n，不应超过联轴器许用的最高转速，不应超过联轴器许用的最高转速nmax，即：，即：五、协调轴孔直径五、协调轴孔直径被联接两轴的直径和形状（圆柱或圆锥）均可以不同，但必须使直被联接两轴的直径和形状（圆柱或圆锥）均可以不同，但必须使直径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满足相应要求。径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满足相应要求。联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，必须保证轴及联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，必须保证轴及相应部件的安装精度。相应部件的安装精度。七、进行必要的校核七、进行必要的校核联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时还应对联轴器中的联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时还应对联轴器中的零件进行承载能力校核，如对非金属元件的零件进行承载能力校核，如对非金属元件的许用温度许用温度校核等。校核等。选择联轴器的类型选择联轴器的类型计算联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩确定联轴器的型号确定联轴器的型号协调轴孔直径协调轴孔直径校核最大转速校核最大转速规定部件相应的安装精度规定部件相应的安装精度进行必要的承载能力校核进行必要的承载能力校核联轴器的选择流程联轴器的选择流程：作用：作用：在机器运转过程中，使两轴随时接合或分离；在机器运转过程中，使两轴随时接合或分离；用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向。用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向。14-3 14-3 离合器离合器分分类类一、离合器的分类一、离合器的分类 按其工作原理分按其工作原理分 机械离合器机械离合器电磁离合器电磁离合器液压离合器液压离合器气压离合器气压离合器 超越离合器超越离合器离心离合器离心离合器 安全离合器安全离合器嵌入式嵌入式摩擦式摩擦式按离合控制方法分按离合控制方法分操纵式操纵式自动式自动式按操纵方式分按操纵方式分二、对离合器的基本要求二、对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠；结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；率高；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好；操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。1 1、牙嵌式离合器牙嵌式离合器结构：结构：由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。固定套筒固定套筒活动套筒活动套筒滑环滑环对中环对中环三、常用离合器简介三、常用离合器简介 工作原理：工作原理：利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。牙嵌式离牙嵌式离合器合器牙型牙型303040402 28 82 28 86060三角形三角形梯梯 形形锯齿形锯齿形-传递中小转矩、牙数为传递中小转矩、牙数为1660-传递较大转矩、牙数为传递较大转矩、牙数为315梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。锯齿形只能单向工作。锯齿形只能单向工作。反转时具有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。制造要求：制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。特点：特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。材料：材料：低碳合金钢：低碳合金钢：20Cr、20MnB。渗碳淬火后牙面渗碳淬火后牙面硬度：硬度：5662 HRC;中碳合金钢：中碳合金钢：40Cr、45MnB。表面淬火后牙面表面淬火后牙面硬度：硬度：4858 HRC;承载能力：承载能力：取决于齿根的弯曲强度取决于齿根的弯曲强度:2KATzWD0b b=b b 2KATzD0ah p =p W-齿根弯曲截面系数；齿根弯曲截面系数；D0-牙平均直径；牙平均直径；a-牙的宽度。牙的宽度。D0ah式中：式中：h为牙齿高度；为牙齿高度；z为牙齿数；为牙齿数；设计：潘存云2 2、摩擦离合器摩擦离合器1231 1）单片式圆盘）单片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=Fa f Rf结构：结构：由固定圆盘由固定圆盘1、活动圆盘、活动圆盘2、滑环、滑环3组成。组成。工作原理：工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦力带动从动轴转动。力带动从动轴转动。2.2.过载时打滑，起保护作用；过载时打滑，起保护作用；3.3.结合平稳、冲击和振动小。结合平稳、冲击和振动小。优点：优点：1.1.在任何转速条件下两轴都可以进行结合；在任何转速条件下两轴都可以进行结合；Fa213FaRf缺点：缺点：结合过程中不可避免出现打滑，引起磨损结合过程中不可避免出现打滑，引起磨损和发热。和发热。设计：潘存云主动摩擦片主动摩擦片杠杆杠杆滑环滑环工作原理：工作原理：移动滑环，移动滑环，通过杠杆作用，压紧或通过杠杆作用，压紧或放松磨擦片，来实现两放松磨擦片，来实现两轴的结合与分离。轴的结合与分离。调整螺母调整螺母被动摩擦片被动摩擦片2 2）多片式圆盘）多片式圆盘摩擦离合器摩擦离合器结构特点：结构特点：多个摩擦片叠加在一起；多个摩擦片叠加在一起；摩擦片材料：摩擦片材料：淬火钢片、压制石棉片。淬火钢片、压制石棉片。摩擦片数量摩擦片数量z z传递扭矩传递扭矩T 但但z z过大将使各层间压力不均匀，一般取过大将使各层间压力不均匀，一般取:z=1215摩擦扭矩摩擦扭矩:Tmax=z Fa f Rfz Fa f(D1+D2)=4 KA T表面压强表面压强:p D1D2）（21224DDFpa有润滑剂有润滑剂 无润滑剂无润滑剂 p/MPa表表14-2 常用摩擦片材料的常用摩擦片材料的 f 和和 p 摩擦片材料摩擦片材料 f 圆盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器铸铁铸铁铸铁或钢铸铁或钢 0.050.06 0.15 0.2 0.250.30淬火钢淬火钢淬火钢淬火钢 0.050.06 0.18 0.60.8青铜青铜钢或铸铁钢或铸铁 0.08 0.17 0.18 0.40.5压制石棉压制石棉钢或铸铁钢或铸铁 0.12 0.3 0.5 0.200.30对于频繁启动的离合器，可将表中对于频繁启动的离合器，可将表中p降低降低1530%。类型类型反应敏捷，但摩擦片易磨损。反应敏捷，但摩擦片易磨损。油式摩擦离合器油式摩擦离合器干式摩擦离合器干式摩擦离合器磨损轻微、寿命长、并能磨损轻微、寿命长、并能 在繁重的条件下运转。在繁重的条件下运转。810 3)3)圆锥式圆锥式摩擦离合器摩擦离合器结构：结构：锥台表面为摩擦接触面。锥台表面为摩擦接触面。优点：优点：由于采用了槽面摩擦原理，因此只需要很小的由于采用了槽面摩擦原理，因此只需要很小的 操纵力即能使离合器传递较大的转矩。操纵力即能使离合器传递较大的转矩。缺点：缺点：径向尺寸较大，不如多盘式紧凑。径向尺寸较大，不如多盘式紧凑。离合器的操纵方式离合器的操纵方式机械力机械力电磁力电磁力气动力气动力液压力液压力4)4)电磁电磁摩擦离合器摩擦离合器结构：结构：其结构特点与机械式多片摩擦离合器一样。其结构特点与机械式多片摩擦离合器一样。优点：优点：由于采用了电磁力进行控制，因此控制灵活，由于采用了电磁力进行控制，因此控制灵活，容易实现自动化。容易实现自动化。四、离合器的选用四、离合器的选用嵌入式离合器的结构简单，外形尺寸较小，两轴间的联接无嵌入式离合器的结构简单，外形尺寸较小，两轴间的联接无相对运动，一般适用于低速接合，转矩不大的场合；相对运动，一般适用于低速接合，转矩不大的场合；摩擦式离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分离；接合摩擦式离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分离；接合过程平稳，冲击振动较小；可有过载保护作用。但尺寸较大，过程平稳，冲击振动较小；可有过载保护作用。但尺寸较大，在接合或分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量大，磨损也较在接合或分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量大，磨损也较大。大。电磁摩擦离合器可实现远距离操纵，动作迅速，没有不平电磁摩擦离合器可实现远距离操纵，动作迅速，没有不平衡的轴向力，因而在数控机床等机械中获得了广泛的应用。衡的轴向力，因而在数控机床等机械中获得了广泛的应用。14-4 14-4 安全联轴器及安全离合器安全联轴器及安全离合器 作用：作用：当工作转矩超过机器允许的极限转矩时，联接件将发生折断、脱开或当工作转矩超过机器允许的极限转矩时，联接件将发生折断、脱开或打滑，从而使从动轴自动停止转动，以保护机器中的重要零件不致损坏。打滑，从而使从动轴自动停止转动，以保护机器中的重要零件不致损坏。一、剪切销安全联轴器一、剪切销安全联轴器 安全联轴器安全联轴器-断开联接后不能自动恢复工作能力，断开联接后不能自动恢复工作能力，用于很少过载处；用于很少过载处；双剪式双剪式单剪式单剪式安全离合器安全离合器断开联接后能够自动恢复工作能力，断开联接后能够自动恢复工作能力，用于经常过载处；用于经常过载处；分分单剪单剪和和双剪双剪两种类型。两种类型。结构：结构：类似于凸缘联轴器，但不用螺类似于凸缘联轴器，但不用螺钉，而用钢制销钉联接。销钉装入经钉，而用钢制销钉联接。销钉装入经过淬火的两个套管中，过载时被剪断。过淬火的两个套管中，过载时被剪断。销钉直径可按如下公式计算：销钉直径可按如下公式计算：mmzDKTdm8Dm其中其中：T-公称扭矩；公称扭矩；Dm-销钉分布圆直径；销钉分布圆直径；z-销钉数目；销钉数目；-许用剪切应力；许用剪切应力；K-为过载限制系数；为过载限制系数；表表14-4 过载限制系数过载限制系数K载载 荷荷发电机、小型通风机、离心机械等发电机、小型通风机、离心机械等 1.1倍静载荷倍静载荷 接近静载荷接近静载荷 1.1轻型传动装置、车床、铣床、输送机轻型传动装置、车床、铣床、输送机 1.5倍静载荷倍静载荷 有微小变化有微小变化 1.6刨床、插床、有飞轮的压缩机等刨床、插床、有飞轮的压缩机等 2 倍静载荷倍静载荷 有较大变化有较大变化 2.1工程机械、破碎机、螺旋压力机工程机械、破碎机、螺旋压力机 3 倍静载荷倍静载荷 冲击载荷冲击载荷 3.2启动启动 工作工作机器名称机器名称K销钉材料：销钉材料：特点：特点：销钉被剪断后，不能自动恢复工作能力，需要停车更换；销钉被剪断后，不能自动恢复工作能力，需要停车更换；结构简单，常用于很少过载的机器中；结构简单，常用于很少过载的机器中；由于材料机械性能不稳定，以及制造尺寸误差等原因，使得由于材料机械性能不稳定，以及制造尺寸误差等原因，使得销钉剪断载荷不精确；销钉剪断载荷不精确；45号钢淬火，或高碳钢。号钢淬火，或高碳钢。在剪端处应预先切槽。在剪端处应预先切槽。弹簧弹簧主动齿轮主动齿轮 从动盘从动盘 外套筒外套筒调节螺母调节螺母转动方向工作原理：工作原理：扭矩扭矩 主动齿轮主动齿轮 滚珠滚珠 从动盘从动盘 外套筒外套筒 键键 从动轴。从动轴。过载时，弹簧被压缩，从动盘右移，主动齿轮空转，从动过载时，弹簧被压缩，从动盘右移，主动齿轮空转，从动轴即停止转动。轴即停止转动。弹簧压力的大小可用螺母来调节。弹簧压力的大小可用螺母来调节。当载荷恢复正常时，重新传递转矩。当载荷恢复正常时，重新传递转矩。转转动动方方向向转动方向转动方向转动方向二、滚珠安全离合器二、滚珠安全离合器 当外环反向转动时，则带动滚柱克当外环反向转动时，则带动滚柱克服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞位服弹簧力而滚到楔形空间的宽敞位置，离合器处于分离状态。置，离合器处于分离状态。结构：结构：由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。工作原理：工作原理：当外环逆时钟转动时，以摩擦力带动当外环逆时钟转动时，以摩擦力带动滚柱向前滚动，进一步楔紧内外接触滚柱向前滚动，进一步楔紧内外接触面，从而驱动星轮一起旋转。面，从而驱动星轮一起旋转。1)滚柱式定向离合器滚柱式定向离合器 一、定向离合器一、定向离合器 滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。14-5 14-5 特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器结构：结构：由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。由内环、外环、楔块、支撑环、拉簧等零件组成。2)楔块式定向离合器楔块式定向离合器 优点：优点：楔块曲率半径大，装入数量楔块曲率半径大，装入数量多，相同尺寸时传递的转矩更大。多，相同尺寸时传递的转矩更大。缺点：缺点：高速运转时有较大磨损，高速运转时有较大磨损，寿命较短。寿命较短。工作原理：工作原理：内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内环接触，并内外环工作面都为圆形，整圈拉簧压着楔块始终与内环接触，并力图使楔块绕自身作逆时钟方向偏摆。当外环顺时钟方向旋转时，力图使楔块绕自身作逆时钟方向偏摆。当外环顺时钟方向旋转时，楔块克服弹簧力而作顺时钟方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，楔块克服弹簧力而作顺时钟方向摆动，从而在内外环间越楔越紧，离合器处于结合状态。反向时斜块松开而成分离状态。离合器处于结合状态。反向时斜块松开而成分离状态。结构：结构：由转子轴、左右轮辐、励磁线圈、磁粉等组成。由转子轴、左右轮辐、励磁线圈、磁粉等组成。工作原理：工作原理：通电后磁粉被磁化，彼此相互吸引聚集，依靠磁粉的通电后磁粉被磁化，彼此相互吸引聚集，依靠磁粉的结合力以及磁粉与两工作面之间的摩擦力拉传递转矩。结合力以及磁粉与两工作面之间的摩擦力拉传递转矩。输出输出磁粉性能要求：磁粉性能要求：导磁率高、剩磁小、流动导磁率高、剩磁小、流动性好、耐磨、耐热、不烧性好、耐磨、耐热、不烧结性。结性。输入输入二、二、电磁粉末电磁粉末离合器离合器磁粉材料：磁粉材料：铁钴镍、铁钴钒等合金粉，铁钴镍、铁钴钒等合金粉，加入少量二硫化钼。加入少量二硫化钼。形状为球形或椭球形，颗形状为球形或椭球形，颗粒直径为：粒直径为：2070 m。1）励磁电流励磁电流 I 与转矩与转矩T呈线性关系、转矩调节简单而且精确，呈线性关系、转矩调节简单而且精确，调节范围宽。调节范围宽。2)可用作恒张力控制，是造纸机、纺织机、印刷机、可用作恒张力控制，是造纸机、纺织机、印刷机、绕线机绕线机等的理想装置。等的理想装置。3)若将主动件固定，则可作制动器使用。若将主动件固定，则可作制动器使用。缺点：缺点：相对而言比较笨重。相对而言比较笨重。4)操纵方便、离合平稳、工作可靠。操纵方便、离合平稳、工作可靠。电磁粉末离合器优点电磁粉末离合器优点：设计：潘存云14-6 制制 动动 器器结构：结构：由瓦块、制动轮等零件组成。由瓦块、制动轮等零件组成。工作原理：工作原理：通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动。通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动。借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。断电制动是为了保证设备安全。作用：作用：迫使迫使降低机械运转速度或停止运转的装置。降低机械运转速度或停止运转的装置。应用：应用：车辆、起重机械等。车辆、起重机械等。一、块式制动器一、块式制动器设计：潘存云设计：潘存云abaFDhH制动力矩的计算：制动力矩的计算：FF弹簧力FNFN制动反力FN=0.95FH/h 0.95-摩擦损耗的系数摩擦损耗的系数 杠杆连接处制动力矩：制动力矩：T=FN f D 瓦块材料瓦块材料：铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。特点：特点：结构简单、紧凑。结构简单、紧凑。二、带式制动器二、带式制动器FF瓦块制动器已经规范化，可根据所需的制动力矩选型。瓦块制动器已经规范化，可根据所需的制动力矩选型。工作原理：工作原理：在外力的作用下，闸带收紧抱在外力的作用下，闸带收紧抱住制动轮实现制动。住制动轮实现制动。设计：潘存云计算：计算：FabaFt=F1 F2 F1=F2e fF2=e f-1Ft=D2T 1 e f-1 F=(F2+F1)a+b aFt=D2T=D a+b e f-1 2T a e f+1 F1F2圆周力：圆周力：拉力：拉力：由欧拉公式得：由欧拉公式得：制动力：制动力：为了增加摩擦，钢带覆以石棉或夹铁纱帆布。为了增加摩擦，钢带覆以石棉或夹铁纱帆布。-闸带的包角；闸带的包角；三、内张蹄式制动器 四、盘式制动器