联轴器.离合器和制动器
机械设计基础第六版第17章 联轴器、离合器和制动器
对于频繁启动的离合器，可将表中[p]降低15~30%。 类型 干式磨擦离合器 →反应敏捷，但摩擦片易磨损。 油式磨擦离合器 →磨损轻微、寿命长、并能 在繁重的条件下运转。
三、圆锥式摩擦离合器 结构：锥台表面为摩擦接触面。 优点：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。 缺点： 径向尺寸较大，不如多盘式紧凑。 机械力 电磁力 气动力 液压力
二、弹性柱销联轴器 结构：用尼龙制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔 中。 结构简单、更换柱销方便。 两种柱销 特点：上述两种联轴器的动力通过弹性 尼龙销 元件传递，缓和冲击、吸收振动。 挡板 应用：适用于正反向变化多，启动 频繁的高速轴。 适用范围：-12˚≤t≤60˚， v≤8000 r/min 能补偿较大的轴向位移，并 允许微量的径向位移和角位 移。 销与挡板之 间留有间隙
梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。 锯齿形只能单向工作。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：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。
30˚~40˚
60˚ 2˚~8˚ 2˚~8˚
承载能力：取决于齿根的弯曲强度: hKAT σ b= ≤ [σb] zWD0 D0 2KAT p = ≤ [p ] zD0ah 式中：h为牙齿高度；z为牙齿数； h
1 C 1 C 2 α 2
α
α
自用盘编号JJ321002
3. 小型双万向联轴器 结构如图所示，通常采用合金钢制造。
A
α α
A
α
A--A
一、弹性套柱销联轴器 结构特点：外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶弹性套 的柱销联接两个半联轴器。
§17-4
弹性联轴器
圆柱孔
圆锥孔 预留间隙以补偿 轴向位移。
《汽车机械基础(机工版)》教学课件—13联轴器、离合器和制动器
第十三章 联轴器、 离合器和制动器
目录
二、判断题 ( ) 1. 离合器在机器运转过程中可随时将两轴接合或分离, 而联轴器只能在机器停止 运转后才能将两轴接合或分离。 ( ) 2. 弹性联轴器不但能补偿两轴的相对位移, 还能缓和冲击, 避免发生严重的危险性振动。 ( ) 3. 滑块联轴器结构简单, 制造方便, 适用于对中精度好、有一般振动的场合。 ( ) 4. 为简化传动结构, 可以把双万向联轴器改为单万向联轴器, 这样既能简化结构又能保证 传动的平稳性。 ( ) 5. 万向联轴器适用于有较大角位移的两轴间的联接, 一般两轴间的最大夹角可达90°。 ( ) 6. 要增加弹性柱销式联轴器的使用寿命, 缓和冲击, 就要确保良好的润滑。 ( ) 7. 制动器一般利用摩擦力矩来消耗机器运转部件的动力, 达到制动的目的。
第十三章 联轴器、 离合器和制动器
目录
1.联轴器的结构、特点及应用。 2.制动器的结构、特点及应用。 3.离合器的结构、特点及应用。
4.联轴器和离合器的主要作用及区别。 1.了解联轴器的结构、特点及应用。 2.了解制动器的结构、特点及应用。 3.理解离合器的结构、特点及应用。 1.联轴器的结构、特点及应用。 2.制动器的结构、特点及应用。 3.离合器的结构、特点及应用。
目录
第十三章 联轴器、 离合器和制动器
目录
(2) 套筒联轴器 套筒联轴器用键(见图13-3)或销(见图13-4)将两轴轴端的套筒和两轴联接起来 以传递转矩。
第十三章 联轴器、 离合器和制动器
目录
2.刚性联轴器的特点 (1)优点 构造简单，价格较低，对中精度高(如果机器本身要求两轴严格对中，则采用刚性联轴 器有其优点)。 (2)缺点 不能补偿两轴的偏斜和位移，对两轴的对中要求较高；当工作中两轴产生偏斜和位移 时，将会产生难以估计的附加载荷；完全是由刚性元件组成，缓冲、吸振能力差。
《机械设计》课件-第二十三章-联轴器(机)
潘存云教授研制
2. 凸缘联轴器（刚性联轴器）
特点：结构简单，使用方便，传递扭矩较大，但不能缓冲减振 ， 半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直。
绞制孔螺栓
普通螺栓
对中榫
潘存云教授研制
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3. 十字滑块联轴器（无弹性元件挠性联轴器）
特点：结构简单、制造容易。但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。
制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。
30˚~40˚
60˚
2˚~8˚ 2˚~8˚
单片式圆盘摩擦离合器
特点: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。
33
Fa
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1 22
多片式圆盘摩擦离合器 主动摩擦片
被动摩擦片 调整螺母 杠杆 滑环
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C
2α
α1
C
2α
6. 弹性套柱销联轴器（有弹性元件挠性联轴器）
特点：动力通过弹性元件传递，具有缓冲、吸振能力。
圆柱孔J
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圆锥孔Z
预留间隙以补偿 轴向位移。
c
A
预留安装空间以便更换橡胶套
Z16 30 标记示例：TL3联轴器 JB18 30 GB4323－84
三、联轴器的选用原则 转矩、转速、轴径、相对位移、工作环境、成本等
无弹性元件 有弹性元件
3. 联轴器所连两轴的相对位移
制造误差 安装误差 受力变形
被连接的两轴不能精确对中
两轴线的相对位移:
x
轴向、径向、角度、综合。
y
轴向 角度
径向
x
yα综合α源自二、几种常用的联轴器1. 套筒联轴器（刚性联轴器）
机械设计基础第十二章联轴器离合器和制动器
联轴器的选型和安装
选型
联轴器的选型取决于轴的直径、扭矩需求和工作 环境等因素。合适的选型能确保联轴器的性能和 可靠性。
安装
正确的联轴器安装能确保轴之间的正确认同和传 递扭矩。应注意安装准确度和对联轴器的定期维 护。
离合器的基本原理和分类
1 基本原理
2 分类
离合器通过分离或连接两个轴，实现动力 传递和断开功能。
制动器的选择与应用
选择
制动器的选择考虑负载、制动力矩和使用环境等 因素。正确选择制动器可以确保安全和可靠的制 动效果。
应用
制动器应用于车辆制动、机械设备停止和安全断 电等场景。例如，汽车的刹车系统和电梯的安全 制动系统。
总结
联轴器、离合器和制动器是机械设计中重要的传动和控制元件。了解它们的原理、类型、选型与应用， 能够应对各种机械设计挑战。
离合器可以根据传动方式、工作方式和结 构特点进行分类，包括干式离合器和湿式 离合器等。
离合器的选型与应用
选型
离合器的选型考虑功率、转速、热容量和使用 环境等因素。正确选型可以确保离合器的可靠 性和工作性能。
应用
离合器广泛应用于汽车、工程机械和机械设备 等领域。例如，车辆的离合器用于换挡和驱动 方式的切换。
制动器的工作原理和种类
1
工作原理
制动器通过施加阻力和摩擦力，将运
种类
2
动物体减速或停止。它们将动能转化 为热能散发。
常见的制动器包括摩擦制动器、液压
制动器和电磁制动器。它们适用于不
同的工作环境和功率需求。
3
应用
制动器广泛应用于交通工具、工业机 械和起重设备等领域。它们确保运动 物体的安全停止和控制。
机械设计基础第பைடு நூலகம்二章联 轴器离合器和制动器
联轴器、离合器及制动器
联轴器、离合器及制动器
12.3 离 合 器
根据工作原理不同，离合器可分为牙嵌式和摩擦式两 类，它们分别用牙（齿）的啮合和工作表面的摩擦力来传 递转矩。离合器还可按控制离合的方法不同，分为操纵式 和自动式两类。下面介绍几种典型的离合器。
联轴器、离合器及制动器
1.牙嵌式离合器
图12-12 弹性套柱销联轴器
联轴器、离合器及制动器
3）弹性柱销联轴器
弹性柱销联轴器的结构如右图 所示，它采用尼龙柱销 1 将两半 联轴器连接起来，为防止柱销滑 出，两侧装有挡板 2 。其特点及 应用情况与弹性套柱销联轴器相 似，而且结构更为简单，维修安 装方便，传递转矩的能力很大， 但外形尺寸和转动惯量较大。
电磁外抱块式制动器已有标准，可按标准规定的方 法选用。
联轴器、离合器及制动器
（2）内涨蹄式制动器 图 12 -18 所示为内涨蹄式制 动器工作简图。两个制动蹄分别通过两个销轴与机架铰
接，制动蹄表面装有摩擦片，制 动轮与需制动的轴固联。当压力 油进入双向作用的泵后，推动左 右两个活塞，克服弹簧的作用使 制动蹄压紧制动轮，从而使制动 轮（或轴）制动。油路卸压后， 弹簧的拉力使两制动蹄与制动轮 分离而松闸。这种制动器结构紧 凑，广泛应用于各种车辆以及结 构尺寸受限制的机械中。
联轴器、离合器及制动器
结构图
实物图 图12-8 齿轮联轴器
3）万向联轴器
如右图所示，万向联轴 器由两个轴叉分别与中间 的十字轴以铰链相联。单 个万向联轴器工作时，会 引起冲击和扭转振动。为 避免这种情况，保证从动 轴和主动轴均以同一角速 度等速回转，应采用双万 向联轴器，如右下图所 示，并满足中间轴与主、 从动轴间夹角相等，及中 间轴两端轴叉应位于同一 平面内。
机械设计联轴器离合器与制动器知识点
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。
杨可桢《机械设计基础》(第5版)笔记和课后习题(联轴器、离合器和制动器)
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。
文献综述-联轴器、离合器、制动器简介
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。
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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?。