机械设计基础讲课课件

电磁离合器 安全离合器
/ 牙嵌式安全离合器 滚珠式安全离合器
机构简单，接合时间短，可远距离操纵，机械离合，使用方便，在数 控机床等机械中应用广泛。
在传递的转矩达到某一定值时能自动分离，具有过载保护，调节螺母 可调整弹簧的压紧力，可在不同转矩下滑动，起到保护作用
转矩超过一定值时，弹簧被过大推力而压缩，使原来交错压紧的滚珠 因放松而互相滑过，从动轴即停止转动。待转矩恢复又可正常工作
T =9550×P/n
Tc=KT 式中，T——联轴器传递的公称（名义）转矩，N·m；
K——工作情况系数，其值根据原动机和联轴器的类型； P——电机的功率，kW； n——周的转速，r/min。
例题：
• 某车间起重机根据工作要求选用一电动机，其功率P=10kW，转
速n=960r/min,电动机轴伸的直径d=42mm，试选择所需的联轴器
缺点：
1）外轮廓尺寸大； 2）接合、分离滑动摩擦产热，易磨损；
（3）电磁离合器：利用电磁原理操纵离合器
电磁离合器结构简单， 接合时间短可远距离 操纵，机械离合，使 用方便，在数控机床 等机械中应用广泛。
（4）安全离合器：在其传递转矩达到某一定值时能自动分离，
具有过载保护作用
1）牙嵌式安全离合器
锯齿形：单向传动，转速较大，接合容易
（2）摩擦离合器：利用工作表面间的摩擦力传递转矩
F
单片式：传递的转矩较小， R
摩 若工作过载，摩擦片间打滑。 擦 防止零件损坏，起到保护作用。 离 则传递最大转矩Tmax为： 合 Tmax = FfR (f为摩擦系数） 器 多片式
多片式圆盘摩擦离合器：两组摩擦片，传递转矩的大小，随轴
工
作 情 况 系 数 表
课后作业
课本143页： 21.联轴器与离合器的工作能和应用特点是什么？ 二、动脑筋 补充作业： 1.把本节课所学的离合器的结构特点用一张A4纸分 类写好交上来
D.过载保护
4.联轴器和离合器的主要作用是（ B）
A.缓冲减震 B.传递传动和转矩 C.防止机器发生过载 D.补偿两轴相对位移
5. 使用（ A）时，只能在停车后或两轴转速差比较小时接合，否则会因撞击而损 坏离合器。
A.牙嵌式离合器 B.摩擦离合器 C.电磁离合器 D.单片圆盘摩擦离合器
知识2 使用与选择设计
（只要求与电动机轴伸连接的半联轴器满足直径要求）。
1.类型的选择
为了隔离振动与冲击，选用弹性套筒联轴器。
2.载荷的计算 公称转矩 T=9550x 10/960N·m=99.48N·m 查表得K=2.3， 所以转矩 Tc = KT = 2.3X99.48 N·m = 228.8 N·m
3.型号选择
查表，TL6型许用转矩为250N·m ，许用最大转速为3800r/min, 直径为32~42mm之间，故合适。
1.联轴器的标注方法
国家标准规定了联轴器的标注规范，具体标注如下：
联轴器型号= （主号端：） 轴孔形式代号 键槽形式代号 轴孔直径×轴孔配合长度标注代号
（主号端：） 轴孔形式代号 键槽形式代号 轴孔直径×轴孔配合长 度
注：Y型孔和A型键槽的代号在标记中可省略 联轴器两端轴孔和键槽的形式、尺寸相同时，只标记一端，另一端省略。
（1）牙嵌式离合器：利用牙的啮合传递转矩
两个半联轴器
三角形
牙 嵌 式
（端面带牙）
主、从动轴
平键或者花键连接
矩形
离
合 器
滑块（工作时）:操纵机构移动滑块
使半联轴器沿导向键做轴向移动
梯形
对中环：保证两轴线的同轴度
锯齿形
半联轴器 半联轴器 对中环 滑块
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1
2
3
4
双三、梯、矩，单锯齿
牙 三角形：双向传动，但转速低，可传递转矩较小 嵌 式 矩形牙：双向传动，传递转矩较大，但需要在静止状态下操纵 离 合 梯形牙：双向传动，转速较大，接合容易，传递转矩较大，可 器 补偿磨损后的牙侧间隙
转矩：
滚珠
从动轮 从动轴
外套筒
注：转矩超过一定值时，弹簧
被过大的推力而压缩，使原来交错压紧的滚珠因放松而互相滑过，从动轴即停止转动。 待转矩恢复正常时，又可重新正常传递转矩。
1
2
34
5
本次课所学的离合器的主要类型特点小结（重点）
类型
特点
牙嵌式离合器 摩擦离合器
三角形牙嵌式离合器 梯形牙嵌式离合器 矩形牙嵌式离合器 锯齿形牙嵌式离合器 单片圆盘摩擦离合器
机械设计基础
徐林娇
课前回顾
1.上节课学习了联轴器， 都有哪些类型联轴器啊？ 2.联轴器连接后会出现哪 些偏移啊？
汽车中的离合器
2.离合器的类型与结构特性
联合器在工作时被连接的两轴需随时分离或接合，不 可避免地要受到摩擦、发热、冲击、磨损等情况，因 而要求离合器接合平稳，分离速度快，操纵省力方便， 同时结构简单、散热好、耐磨损、寿命长等，离合器 传递转矩可利用牙的啮合、工作表面间的摩擦力、电 磁吸引力等3种方式。
课堂小练习
1.牙嵌式离合器中应用最广泛的牙型（ B）
A.三角形 B.梯形 C.锯齿形 D.矩形
2.牙嵌式离合器一般用于（ C）的场合。
A.转矩大、接合速度高
B.转矩大、接合速度低
C.转矩小、接合时转速差小 D.转矩小、接合速度高
3.下列（ A）特点，不属于摩擦离合器的。 A.接合时有冲击 B.在任何速度下均可接合 C.接合平稳
多片圆盘摩擦离合器
双向传动，但转速低，传递转矩小
双向传动，转速较大，接合容易，传递转矩较大，可补偿磨损后的牙 侧间隙，应用较广泛
双向传动，传递转矩较大，但需在静止状态下操纵
单向传动，转速较大，接合容易
传递转矩较小，工作过载，摩擦片打滑，可防止其他零件损坏，有一 定的保护作用
传递转矩大，随轴向压力和摩擦力及摩擦片对数的增加而增加，片数 过多会影响分离动作的灵活性，一般在10~15对以下
1.联轴器的选择
• （1）类型的选择
联轴器两轴能严格对中时，可选固定式联轴器，若两轴偏斜较大时，应选可 移式联轴器。载荷变化不大较平稳时可选刚性联轴器，载荷变化大，启动频繁 时选择弹性联轴器。工作温度高于40~50˚C时应选金属作弹性元件的联轴器。 • （2）尺寸的选择
联轴器的尺寸与被连接轴的直径、转矩和转速有关，考虑到机械在启动和制 动时的惯性力，工作过程中可能的过载等因素的影响，常以计算转矩Tc为依据。
向压力和摩擦力及摩擦片对数增加而增加。
注：片数过多会影响分离动作的 灵活性，一般在10~15对以下。
摩擦离合器与牙嵌式离合器相比：
优点：
1）任何速度，两轴都可以接合或分离； 2）啮合过程平稳，冲击、震动较小； 3）从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可以调节； 4）过载时发生打滑，起到保护重要零件不致损坏。
当传递的转矩超过一定值，即 过载时牙间的轴向分力将克服 弹簧压力使离合器分开，产生 跳跃式的滑动，当转矩恢复正 常，离合器又自动重新正常接 合。 调节螺母可调整弹簧的压紧力 从而使离合器在不同的转矩下 滑跳，达到对不同转矩传递的 安全保护作用。
1）滚珠式安全离合器
主动轮1空套在轴上，外套筒3 分别用键与轴和从动轮2相连； 在主动轮1和从动轮2的端面内 各在相同半径的圆周上装有数 个滚珠，正常工作时由弹簧的 推力使两端的滚珠相互交错压 紧。