联轴器.离合器和制动器
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机械设计联轴器离合器与制动器知识点机械设计中,联轴器、离合器和制动器是非常重要的组件。
它们的作用是将机械系统中的动力传递和控制转换,从而实现机械设备的正常运转。
下面将分别介绍这三种机械组件的知识点。
一、联轴器联轴器是一种机械连接件,用于连接两个轴线,使它们能够旋转并传递动力。
联轴器的主要作用是传递扭矩和旋转角度,同时还能够吸收轴线之间的微小偏差和振动。
联轴器的种类非常多,常见的有齿式联轴器、弹性联轴器、万向节联轴器等。
齿式联轴器是一种常用的联轴器,它通过齿轮的啮合来传递动力。
齿式联轴器具有传递扭矩大、精度高、可靠性好等优点,但是它的缺点是噪音大、振动大、需要润滑等。
弹性联轴器是一种通过弹性元件来传递动力的联轴器。
它具有传递扭矩小、减震效果好、维护方便等优点,但是它的缺点是精度低、寿命短等。
万向节联轴器是一种能够传递非同轴轴线的联轴器。
它具有传递扭矩大、角度偏差大等优点,但是它的缺点是精度低、振动大等。
二、离合器离合器是一种机械传动装置,用于控制动力传递的开关。
离合器的主要作用是在发动机和变速器之间建立或断开连接,从而控制车辆的行驶状态。
离合器的种类也非常多,常见的有干式离合器、湿式离合器等。
干式离合器是一种通过摩擦片来传递动力的离合器。
它具有传递扭矩大、寿命长等优点,但是它的缺点是容易烧毁、噪音大等。
湿式离合器是一种通过液压传动来控制摩擦片的离合器。
它具有传递扭矩大、寿命长、减震效果好等优点,但是它的缺点是维护成本高、液压系统易损坏等。
三、制动器制动器是一种机械传动装置,用于控制机械设备的停止或减速。
制动器的主要作用是通过摩擦力来减速或停止机械设备的运动。
制动器的种类也非常多,常见的有机械制动器、液压制动器、电磁制动器等。
机械制动器是一种通过机械传动来控制制动的制动器。
它具有制动力大、寿命长等优点,但是它的缺点是制动效果差、噪音大等。
液压制动器是一种通过液压传动来控制制动的制动器。
它具有制动力大、制动效果好、减震效果好等优点,但是它的缺点是维护成本高、液压系统易损坏等。
第17章 联轴器、离合器和制动器17.1 复习笔记联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的连接,使它们一起回转并传递转矩。
用联轴器连接的两轴在机器运转时不能分离,停止时才能分离。
用离合器连接的两轴在运转中就能方便地分离和接合。
制动器是用来降低机械运转速度或迫使机械停止运转的装置。
目前,联轴器、离合器大都已经标准化,其选择过程如下:(1)计算转矩-由于机器起动时的惯性力和工作中可能出现的过载现象,计算转矩的计算公式为c A T K T =式中,T 为公称转矩,N ·m ;K A 为工作情况系数。
(2)确定型号根据轴径、计算转矩T c 、转速n 及所选的类型,按照公式c n T T ≤,p n n ≤从标准中选定合适的型号。
(3)必要时应对其中某些零件进行校核验算。
一、联轴器的种类和特性 1.刚性联轴器(1)固定式刚性联轴器固定式刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器。
它是用螺栓连接两个半联轴器的凸缘,从而实规两轴的连接。
螺栓可以用普通螺栓,也可以用铰制孔螺栓。
如图17-1所示,这种联轴器主要有普通凸缘联轴器,如图17-1(a )所示和有对中榫的凸缘联轴器,如图17-1(b )所示两种结构形式。
(a ) (b )图17-1凸缘联轴器的结构简单,使用方便,可传递的转矩较大,但不能缓冲减振。
常用于载荷较平稳的两轴连接。
(2)可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器的组成零件间构成动连接,具有某一方向或几个方向的活动度,因此能补偿两轴的相对位移。
常见的可移式刚性联轴器有以下3种。
①齿式联轴器:由于是多齿接触,因此承载能力大,能传递很大的转矩以及补偿适量的综合位移,常用于重型机械中。
但是,当传递巨大的转矩时,齿间的压力也随着增大,使联轴器的灵活性降低,且其结构笨重,造价较高。
②十字滑块联轴器:可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。
但由于两轴线不对中,转速较高时,将产生较大的离心力,并带有附加动载荷,因此只适用于低速,且轴的转速一般不超过300 r/min的场合。
专题—联轴器、离合器、制动器简介将动力机的运动和动力经过一定的变换后传递给执行机构或执行构件的中间装置称为传动系统。
传动系统通常由若干基本传动机构通过一定的方式组合而成,它在动力机与执行机构或执行构件之间形成一个传动联系。
这种传动联系有时也出现在执行机构与执行机构之间。
一:联轴器1、联轴器的功用由于制造和安装不可能绝对精确,以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形,联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移。
两轴相对偏移的出现,将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷,甚至出现剧烈振动。
因此,联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力,以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷,改善传动性能,延长机器寿命。
为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷,联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。
2、联轴器的特点及类型:为了适应不同需要,人们设计了形式众多的联轴器,部分已标准化。
机械式的联轴器分类如下:2.1、刚性联轴器:刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力,也不具有缓冲减震性能;但结构简单,价格便宜。
只有在载荷平稳,转速稳定,能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下,才可选用刚性联轴器。
在先进工业国家中,刚性联轴器已淘汰不用。
属于刚性联轴器的有套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器等。
2.2、挠性联轴器:挠性联轴器具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力,最大补偿量随型号不同而异。
凡被联两轴的同轴度不易保证的场合,都应选用挠性联轴器。
无弹性元件的挠性联轴器:载能力大,但也不具有缓冲减震性能,在高速或转速不稳定或经常正、反转时,有冲击噪声。
使用于低速、重载、转速中。
链条联轴器:是由两个带有相同齿数链轮的半联轴器,用一条滚子链连接组成。
起结构简单,装拆方便,效率高,可在高温、多尘、油污、潮湿等恶劣环境下工作;但不能承受轴向力。
万向联轴器:主要用于两轴有较大角向偏移的场合,最大角向补偿可达35-45度。
键对的轴向位移、径向位移、角位移或综合位移。
②万向联轴器1——主、从动轴的叉状接头;2——十字形连接件;3——轴销;4——中间轴,左右单万向联轴器。
=45°。
允许两轴线夹角αmax单万向联轴器:ω1恒定时,ω4变速,引起惯性力。
双万向联轴器:可使从动轴ω恒定。
条件——中间轴两叉头在同一平面内;两万向联轴器的夹角需相等。
应用:汽车、拖拉机、金属切削机床中。
组成:两个外表面带齿的套连);两个内表面有(螺栓联工作时:转矩有齿轮传递。
14—4 非金属弹性元件挠性联轴器L sd1:10圆锥形孔圆柱形孔短圆柱形孔A12345A A§14—5 牙嵌离合器组成:左摩擦盘(联接主动轴)右摩擦盘(从动轴,可工作原理:依靠接触面上产生的摩擦力矩来传递特点:可平稳的接合、脱开;、多片式摩擦离合器外套筒内套筒内摩擦片主动轴从动轴特点:结构紧凑、轴向压力小,传递转矩大。
应用:机床变速箱、飞机、汽车及起重设备中。
自动离合器自动离合器是能根据机器运转参数(T,n )的变化而自动完成接合和分离动作的离合器。
当传递的转矩达到一定值时,便能自动分离,具有防止摩擦式安全离合器二、离心式离合器套筒1与主动轴连,套筒2与从动轴连,外表面覆着石棉的闸块3,当转速大时,闸块3产生的离心力使闸块压向套筒2,产生摩擦力从而带动从动轴一起转。
相连,1内均有径向叶片,14—8 制动器。
《机械基础》教案课题第十三章联轴器、离合器和制动器课型理论课课时2授课班级授课时间授课教师教材分析本节课的内容是关于《机械基础》中的第十三章。
要求学生理解机械基础的功用、结构,课标要求是掌握机械基础的作用。
选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》(第七版),学习内容是机械基础的内容和各项方法。
学情分析知识储备:对机械有着初步的了解。
能力水平:熟悉机械基础的发展史。
学习特点:学习、接受新知识能力较弱,尤其是理论性强的知识,不能充分利用课余时间学习。
学习目标知识目标:理解联轴器的基本知识。
能力目标:能够掌握离合器及制动器的内容。
素质目标:1.认识到机械的重要性。
2.积极参与课堂,能够表达自己的观点和想法。
学习重难点教学重点:1. 联轴器的基本知识。
2.离合器及制动器的内容。
教学方法讲授法、讨论法、演示法、实物教学法课前准备教师准备:教学课件学生准备:课前预习教学媒体多媒体教室、多媒体课件教学过程教学环节教师活动设计学生活动设计设计意图活动一:创设情境生成问题1.情境导入让学生阅读教材导入情景,引导学生思考:联轴器的基本知识。
2.展示学习目标认识到联轴器的重要性。
掌握离合器基本知识的具体内容。
1.阅读导入情景,思考教师提问,结合生活中的实际,认真回答。
2.查看并记住本节任务的学习目标。
1.通过情景问话,引出本课主题。
同时激发学习兴趣。
2.通过课件展示本节任务,让学生明确课堂任务。
活动二:调动思维探究新知一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力,使学生进入上课状态。
二.1.新课讲解:借助PPT讲授机械基础基本知识内容,利用课件进行讲授,对比课件中的构造简图,对联轴器基本知识有一个初步的了解。
联轴器在机器停车后用拆卸方法才能把两轴分离或连接。
离合器在机械运转中可使两轴结合或分离。
制动器主要用来降低机械运动速度或使机械停止运转1—电动机 2—制动器 3—联轴器 4—减速器 5—离合器 6—卷筒学习机械基础基本知识的总体认知(1)听课、思考、结合生活实际,认真回答教师提出的问题。
习题与参考答案
一、复习思考题
1 联轴器和离合器的功用有何相同点和不同点?
2 在选择联轴器、离合器时,引入工作情况系数的目的是什么?K值与哪些因素有关?如何选取?
3 联轴器所联接两轴的偏移形式有哪些?综合位移指何种位移形式?
4 固定式联轴器与可移式联轴器有何区别?各适用于什么工作条件?刚性可移式联轴器和弹性联轴器的区别是什么?各适用于什么工作条件?
5 制动器应满足哪些基本要求?
6 牙嵌离合器的主要失效形式是什么?
二、单项选择题
1 对低速、刚性大的短轴,常选用的联轴器为。
A. 刚性固定式联轴器
B. 刚性可移式联轴器
C. 弹性联轴器
D. 安全联轴器
2 在载荷具有冲击、振动,且轴的转速较高、刚度较小时,一般选用。
A. 刚性固定式联轴器
B. 刚性可移式联轴器
C. 弹性联轴器
D. 安全联轴器
3 联轴器与离合器的主要作用是。
A. 缓冲、减振
B. 传递运动和转矩
C. 防止机器发生过载
D. 补偿两轴的不同心或热膨胀
4 金属弹性元件挠性联轴器中的弹性元件都具有的功能。
A. 对中
B. 减磨
C. 缓冲和减振
D. 装配很方便
5 离合器接合最不平稳。
A. 牙嵌
B. 摩擦
C. 安全
D. 离心
三、填空题
1 当受载较大,两轴较难对中时,应选用联轴器来联接;当原动机的转速高且发出的动力较不稳定时,其输出轴与传动轴之间应选用联轴器来联接。
2 传递两相交轴间运动而又要求轴间夹角经常变化时,可以采用联轴器。
3 在确定联轴器类型的基础上,可根据、、、来确定联轴器的型号和结构。
4 按工作原理,操纵式离合器主要分为、和三类。
5 联轴器和离合器是用来部件;制动器是用来
的装置。
6 用联轴器连接的两轴分开:而用离合器连接的两轴在机器工作时。
7 挠性联轴器按其组成中是否具有弹性元件,可分为联轴器和
联轴器两大类。
8 两轴线易对中、无相对位移的轴宜选 联轴器:两轴线不易对中、有相对位移的长轴宜选 联轴器;起动频繁、正反转多变、使用寿命要求长的大功率重型机械宜选 联轴器;起动频繁、经常正反转、受较大冲击载荷的高速轴宜选 联轴器。
9 牙嵌离合器只能在 或 时进行接合。
10 摩擦离合器靠 来传递扭矩,两轴可在 时实现接合或分离。
四、计算题
1 试选择一电动机输出轴用联轴器,已知:电机功率P=11kW ,转速n=l 460r /min ,轴径d=42mm ,载荷有中等冲击。
确定联轴器的轴孔与键槽结构型式、代号及尺寸,写出联轴器的标记.
2 某离心水泵与电动机之间选用弹性柱销联轴器连接,电机功率P=22kW ,转速n=970r /min ,两轴轴径均为d=55mm ,试选择联轴器的型号并绘制出其装配简图。
3 某机床主传动机构中使用多盘摩擦离合器,已知:传递功率P=5kW ,转速n=1200r /min ,摩擦盘材料均为淬火钢,主动盘数为4,从动盘数为5,接合面内径D 1=60mm ,外径D 2=100mm ,试求所需的操纵轴向力F Q ?
习题参考答案
复习思考题答案(参考答案从略)
单项选择题
1 A
2 C
3 B
4 C
5 A
填空题
1 可移式刚性;弹性
2 万向
3 传递转矩;转速;轴的结构型式;轴的直径
4 啮合式;摩擦式;磁力式
5连接两种轴,并传递运动和扭矩的轴系;降低机械速度或迫使机械停止运转
6只有在运动停止后经过拆卸才能彼此;可随时接合或分离
7无弹性元件的挠性(刚性可移式);有弹性元件的挠性(弹性)
8刚性;挠性;齿轮;有弹性元件的挠性(弹性)
9 两轴不回转;两轴的转速差很小
10 工作面的摩擦力;任何速度
计算题
1 解答:
(1) 类型选择:为了隔离振动与冲击,选用弹性套柱销联轴器。
(2) 确定计算转矩:公称转矩
m N m N n P T •=•⨯==95.711460
1195509550 由表查得载荷系数K=1.9,故得计算转矩为:
m N m N T K T ca •=•⨯=⋅=71.13695.719.1
(3) 型号选择:从GB/T4323—1984中查得TL6型弹性套柱销联轴器的公称扭矩为250N ·m ,最大许用转速为3800r/min ,轴径为32~42mm 之间,故合用。
(4) 标记:19844323/84
401124261-⨯⨯T GB C J YC TL 联轴器
分析与思考: (1)在联轴器的选择计算中,引入载荷系数K 是为了考虑哪些因素的影响?
(2)刚性联轴器和弹性联轴器各有何优缺点?分别适用于什么场合?
2 解答:
(1) 确定计算转矩:
公称转矩 m N m N n P T •=•⨯==59.216970
2295509550 由表查得载荷系数K=1.3,故得计算转矩为:
m N m N T K T ca •=•⨯=⋅=58.28159.2163.1
(2) 型号选择:
从GB/T5014—1985中查得HL4型弹性柱销联轴器的公称扭矩为1250N ·m ,用转速为4000r /min ,轴径为40~56mm 之间,故合用。
(3) 标记:19855014/84
55112554-⨯⨯T GB ZC YA HL 联轴器 (4) 联轴器装配简图:(略)
3 解答:
(1)载荷计算:离合器传递的公称转矩为:
mm N n P T •⨯=⨯⨯=⨯=4661098.31200
0.51055.91055.9 计算转矩为:mm N KT T ca •⨯=⨯⨯==431017.51098.33.1
(2)求解轴向力F Q :参考设计手册,取摩擦系数2.0=f ,许用压强[]3.0=p MPa
由 ()KT D D ZfF T Q ≥+=4
12max 得: ()()
N D D Zf KT F Q 34
211076.0110602.081017.544⨯=+⨯⨯⨯⨯=+≥ (3)压强验算:取F Q =0.8×103N
()()[]p MPa D D F p Q
<=-⨯⨯=-=12.060110108.044223
2122ππ
所需操纵轴向力:N F Q 31076.0⨯≥。
分析与思考:(1)牙嵌离合器和摩擦离合器各有什么特点?分别适用于什么场合?
(2)多盘摩擦离合器的许用压强[p]与哪些因素有关?为什么?。