机械设计联轴器离合器和制动器课件要点.ppt

第九章 联轴器、离合器和制动器 联轴器的种类和特性1 刚性联轴器 安全联轴器离合器2 该离合器沿圆柱面上的展开齿形有三角形、矩形、梯形和锯齿形。 三角形齿结合和分离容易，但齿的强度较弱，多用于传递小转矩。 梯形和锯形齿强度较高，结合和分离也较容易，多用于传递大转矩，但锯形齿只能单向工作，反转时工作面将受较大的轴向分力，迫使离合器自行分离。 矩形齿制造容易，但须在齿与槽对准时方能结合，结合困难，同时结合以后，齿与齿接触的工作面间无轴向分力作用，分离困难，故应用较少。 牙嵌离合器结构简单，外廓尺寸小，接合后两半离合器没有相对滑动，但只宜在两轴的转速差较小或相对静止的情况下接合；否则，齿与齿之间会发生很大冲击，影响齿的寿命。 2. 圆盘摩擦离合器 依靠两接触面之间的摩擦力，使主、从动轴结合和传递转矩。 特点 ① 能在不停车或两轴具有任何大小转速差的情况下进行接合； ② 控制离合器的接合过程，就能调节从动轴的加速时间，减少接合时的冲击和振动，实现平稳的接合； ③ 过载时，摩擦面间将发生打滑，可以避免其他零件的损坏。 1）单片式圆盘摩擦离合器 由两个半离合器组成。 能传递的最大转矩为： 式中，Q为两片摩擦片间的 轴向压力； f 为摩擦系数； Rm为平均直径。 取环形接合面的外径为D1，内径为D2，则： 单片式摩擦离合器结构简单，散热性好，但传递的转矩较小。 2）多片式圆盘摩擦离合器 内、外摩擦片的结构形状如图。若将内摩擦片改为碟形，使其具有一定的弹性，则离合器分离时摩擦片能自行弹开，接合时也较平稳。 多片式摩擦离合器能传递的最大转矩为： 式中，z为接合摩擦面数。 摩擦工作表面的外径和内径之比常取1.5～2。 摩擦片数目一般不超过10～15对。 摩擦离合器的工作过程一般可分为接合、工作和分离三个阶段。 为限制磨损和发热，应使接合面上的压强p不超过选用压强。 式中，D1、D2分别为环形接合面的外径和内径； Q 为轴向压力； [p]为许用压强。 许用压强为基本许用压强[p0]与系数k1、k2、k3的乘积。 式中，k1、k2 、k3分别为因离合器的平均圆周速度、主动摩擦片以及每小时的接合次数不同而引入的修正系数。 3. 磁粉离合器 　　由磁铁轮芯5，环形激励线圈4，从动外鼓轮2和齿轮1组成。从动外鼓轮2与齿轮1相连，并与磁铁轮芯间约有0.5~2mm的间隙，内装铁粉和油或石墨的混合物3。 　　当励磁线圈中无电流时，散砂似的粉末不阻碍主、从动件之间的相对运动，离合器处于分离状态。 　　该离合器接触平稳，使用寿命长，可以远距离操纵，但尺寸和重量较大。 　　当通入电流时，电磁粉末即在磁场作用下被吸引而聚集，从而将主、从动件联系起来，离合器即接合。 4. 自动离合器 　　自动离合器是一种能根据机器运转参数的变化而自动完成接合与分离动作的离合器。 　　常见的自动离合器有安全离合器、离心式离合器和定向离合器。 1）安全离合器 　　安全离合器在所传递的转矩超过一定数值时自动分离。 　　摩擦式安全离合器的基本构造与一般摩擦式离合器基本相同，只是没有操纵机构。 通过调整螺钉1来调整弹簧2对内、外摩擦片组3、4的压紧力，从而控制离合器所能传递的极限转矩。 　　牙嵌式安全离合器的基本构造与牙嵌离合器基本相同，只是牙面的倾角较大，工作时啮合牙面间能产生较大的轴向力Fa。 该离合器没有操纵机构，而用一根弹簧压紧机构使两个半离合器接合，当转矩超过一定值时，Fa将超过弹簧压紧力和有关的摩擦阻力，半离合器1就会向左滑移，使离合器分离；当转矩变小又自动接合。 2）离心式离合器 　　在两个拉伸螺旋弹簧的弹力作用下，主动部分的一对闸块与从动部分的鼓轮脱开；当转速达到某一数值后，离心力增加到能克服弹簧拉力时，便使闸块绕其支点向外摆动与从动鼓轮压紧，离合器即进入接合状态。当接合面上产生的摩擦力矩足够大时，主、从动轴即一起转动。 3）定向离合器 　　当星轮为主动轮并作顺时针回转时，滚柱将被摩擦力转动而滚向空隙的收缩部分，并楔紧在星轮和套筒间，使套筒随星轮一同回转，离合器即进入接合状态。 　　当星轮反向回转时，滚柱即被滚到空隙的宽敞部分，这时离合器即处于分离状态。因而定向离合器只能传递单方向的转矩，可在机械中用来防止逆转及完成单向传动。 　　如果星轮仍顺时针旋转，而外圈还能从另一条运动链获得与星轮转向相同但转速较大的运动时，按相对运动原理，离合器将处于分离状态。 　　此时星轮和外圈互不相干，各自以不同的转速转动，称之为自由行走离合