机械设计基础第十二章(联轴器、离合器和制动器)
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联轴器
联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的联接，使它们一起回转并传递转矩。
联轴器和离合器的区别在于：用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把它们分离。
用离合器联接的两根轴，在机器工作中就能方便地使它们分离或接合。
联轴器和离合器大都已标准化了联轴器、离合器和制动器都是常用部件，多数已经标准化。
本章将介绍常用的联轴器、离合器和制动器的结构、特点、应用场合以及选择方法。
对应用越来越多的液力联轴器也作简单介绍。
第一节联轴器由于制造及安装误差或工作中的磨损、受载变形等原因，联轴器所联接的两根轴往往不能对中，常产生轴向、径向、偏角、综合等位移，见图14.1.1，另外有些联轴器常在振动、冲击的环境下工作，因此要求联轴器在传递转距的同时，还应具有一定的补偿轴线偏移、缓冲吸振的能力。
图14.1.1联轴器所联两轴的偏移根据有无补偿相对位移的能力，联轴器可分为刚性联轴器和弹性联轴器。
一、刚性联轴器刚性联轴器结构简单，制造容易、承载能力大，成本低，适用于载荷平稳、转速稳定、两轴对中良好的场合。
刚性联轴器由刚性传力件组成，又可分为固定式和可移式两类。
固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移；可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。
（一）固定式刚性联轴器1、套筒联轴器如图14 — 2所示，套筒联轴器是由一公用套筒及键或销等联接方式将两轴联接。
这种联轴器的结构简单，径向尺寸小，制作方便，但其装配拆卸时需作轴向移动，适用于两轴直径小、同轴度较高、轻载荷、低转速、无振动、无冲击、工作平稳的场合。
2、凸缘联轴器刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器，如图14.1.3所示。
它由两个带有凸缘的半联轴器用螺栓联接而成，图14.1.3a 采用两半联轴器凸缘肩和凹槽对中，依靠两半联轴器接触面间的摩擦力传递转矩，两半联轴器用普通螺栓联接。
图14.1.3b 采用铰制孔对中，直接利用螺栓与螺栓孔壁之间的挤压传递转距。
凸缘联轴器使用方便，能传递较大转距，安装时对中性要求高，主要用于刚性较好、转速较低、载荷平稳的场合。
联轴器离合器制动器
通过纳米技术改善材料的力学、热学 和电学性能，提高联轴器、离合器和 制动器的性能稳定性和可靠性。
陶瓷材料
具有优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损 性能，用于制造高速、高温和腐蚀性 环境下的联轴器、离合器和制动器。
先进制造技术对三者性能的提升
精密加工技术
采用高精度数控机床和加工中心， 实现联轴器、离合器和制动器关 键部件的精密加工，提高产品的 精度和稳定性。
分类
根据工作原理和结构特点，离合器可分为摩擦离 合器、牙嵌离合器和电磁离合器等几种类型。
工作原理及结构特点
工作原理
离合器的工作原理是通过主、从动部分之间的摩擦或啮合来实现传动系统的分离和接合。当离合器处于接合状态 时，主、从动部分通过摩擦力或啮合力传递扭矩；当离合器处于分离状态时，主、从动部分之间不存在扭矩传递。
表面处理技术
通过喷丸、渗碳淬火、激光熔覆等 表面处理技术，提高联轴器、离合 器和制动器表面的硬度、耐磨性和 耐腐蚀性。
3D打印技术
利用3D打印技术制造复杂结构的联 轴器、离合器和制动器，缩短产品 开发周期，降低成本。
智能化技术在三者中的应用前景
传感器技术
集成传感器于联轴器、离合器和 制动器中，实时监测产品的运行 状态和性能参数，为故障诊断和
联轴器离合器制动器
目录
• 联轴器概述 • 离合器简介 • 制动器概述 • 联轴器、离合器与制动器的关系 • 联轴器、离合器与制动器的市场分
析 • 联轴器、离合器与制动器的技术进
展
01
ห้องสมุดไป่ตู้
联轴器概述
定义与工作原理
定义
联轴器是一种用于连接两个轴并传递扭矩的机械传动元 件，通常用于将驱动轴的动力传递给从动轴。
《机械基础》(教程全集)11、12章
2.轴上零件的轴向固定 轴上零件的轴向位置必须固定，以承受轴向力或不产生轴向移动。 轴向定位和固定主要有两类方法：一是利用轴本身部分结构，如轴
肩、轴环、锥面、过盈配合等；二是采用附件，如套筒、圆螺母、 弹性挡圈、轴端挡圈、紧定螺钉、楔键和销等，详见表11-2。
3.轴上零件的定位 图11-9定位轴肩的结构尺寸 轴上零件利用轴肩或轴环来定位是最方便而有效的办法，如图11-8
11.3轴的结构设计 轴的结构设计主要是确定轴的结构形状和尺寸。由于影响轴结构的 因素很多，故其结构设计具有较大的灵活性和多样性，但一般来说 需满足如下要求： 1)为节省材料、减轻质量，应尽量采用等强度外形和高刚度的剖面 形状； 2)要便于轴上零件的定位、固定、装配、拆卸和位置调整； 3)轴上安装有标准零件(如轴承、联轴器、密封圈等)时，轴的直径 要符合相应的标准或规范； 4)轴上结构要有利于减小应力集中以提高疲劳强度； 5)应具有良好的加工工艺性。多数情况采用阶梯轴，因为它既接近 于等强度，加工也不复杂，且有利于轴上零件的装拆、定位和固定。
图11-4 曲轴
图11-5 挠性轴
a)结构图b)实物图
直轴按形状又可分为光轴、阶梯轴和空心轴三类。 (1)光轴光轴的各截面直径相同。它加工方便，但零件不易定位(图1 1-6a)。
(2)阶梯轴轴上零件容易定位，便于装拆，一般机械中常用(图11-6 b)。 (3)空心轴图11-7所示为空心轴。它可以减轻质量、增加刚度，还可
图11-2传动轴
图11-3转轴
11.1.2按轴线的几何形状分类 按轴线的几何形状不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性轴三类。 曲轴(图11-4)常用于往复式机械(如曲柄压力机、内燃机)中，以 实现运动的转换和动力的传递。挠性轴是由几层紧贴在一起的钢 丝层构成的(图11-5)，它能把旋转运动和转矩灵活地传到任何位 置，但它不能承受弯矩，多用于转矩不大、以传递运动为主的简 单传动装置中。机械中最常用的是直轴，它是本章研究的对象。
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
图12-12 弹性柱销联轴器
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。
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。
联轴器、离合器和制动器机械设计基础老师讲课课件
刚性联轴器— 用于载荷平稳，转速稳定，同轴度好， 无相对位移的场合。
无弹性元件挠性联轴器— 用于有相对位移场合。
弹性联轴器—用于载荷和速度变化较大处，同轴度 不易保证的场合
。
第三节 离合器
一、离合器的要求
离合器应该操纵方便省力、离合迅速 平稳、动作准确、结构简单。
嵌合式离合器
二、离合器的分类
摩擦式离合器
1:10
圆锥形孔
圆柱形孔
特点：结构简单，装配方便，能缓冲、吸振。但弹性圈易 损坏，寿命低。用于启动频繁的高中速轴的中、小载荷的 传动。
d
2、弹性柱销联轴器
特点：结构简单，制造容易，传递转矩能力较大，能缓冲、吸 振，补偿位移较小。适用于正反转、启动频繁的转矩较大的中 低速轴。
二、联轴器的选择
1、选联轴器类型；
1、带式制动器
制动器
F2
Q F1
c
a
b
2、块式制动器
块式制动器工作原理图
3、内张蹄式制动器
1.制动踏板 2.推杆 3.主缸活塞 4.制动主缸 5. 油管 6.制动轮缸 7.轮缸活塞 8.制动鼓 9.摩擦 片 10.制动蹄 11.制动底板 12.支承销 13.制动 蹄回位弹簧
本章小结
1.联轴器、离合器型号已标准化，它们的设计主 要是从标准化的类型中选择。选择时应根据设 计要求对主要参数进行计算，再按设计准则选 择满足设计要求的联轴器、离合器； 2.联轴器是用于联接两轴。刚性联轴器结构简单、 成本低，可传递较大的转矩，但它补偿能力差， 故对两轴对中性要求很高，一般用于速度低、 无冲击、轴的刚性大、对中性较好的场合；相 反，应考虑选择弹性联轴器。
一、联轴器的类型
由于制造、安装或工作时零件的变形等原因，被联接的两轴不一定度能精确对中，因 此会出现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移，或其组合。
无弹性元件挠性联轴器— 用于有相对位移场合。
弹性联轴器—用于载荷和速度变化较大处，同轴度 不易保证的场合
。
第三节 离合器
一、离合器的要求
离合器应该操纵方便省力、离合迅速 平稳、动作准确、结构简单。
嵌合式离合器
二、离合器的分类
摩擦式离合器
1:10
圆锥形孔
圆柱形孔
特点：结构简单，装配方便，能缓冲、吸振。但弹性圈易 损坏，寿命低。用于启动频繁的高中速轴的中、小载荷的 传动。
d
2、弹性柱销联轴器
特点：结构简单，制造容易，传递转矩能力较大，能缓冲、吸 振，补偿位移较小。适用于正反转、启动频繁的转矩较大的中 低速轴。
二、联轴器的选择
1、选联轴器类型；
1、带式制动器
制动器
F2
Q F1
c
a
b
2、块式制动器
块式制动器工作原理图
3、内张蹄式制动器
1.制动踏板 2.推杆 3.主缸活塞 4.制动主缸 5. 油管 6.制动轮缸 7.轮缸活塞 8.制动鼓 9.摩擦 片 10.制动蹄 11.制动底板 12.支承销 13.制动 蹄回位弹簧
本章小结
1.联轴器、离合器型号已标准化，它们的设计主 要是从标准化的类型中选择。选择时应根据设 计要求对主要参数进行计算，再按设计准则选 择满足设计要求的联轴器、离合器； 2.联轴器是用于联接两轴。刚性联轴器结构简单、 成本低，可传递较大的转矩，但它补偿能力差， 故对两轴对中性要求很高，一般用于速度低、 无冲击、轴的刚性大、对中性较好的场合；相 反，应考虑选择弹性联轴器。
一、联轴器的类型
由于制造、安装或工作时零件的变形等原因，被联接的两轴不一定度能精确对中，因 此会出现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移，或其组合。
机械设计基础课件 第12章 轴和联轴器
1. 拟定轴上零件的装配方案
方 案 一
方 案 二
2．轴上零件的定位
周向定位（键、花键、过盈配合、销和紧定螺钉等）
轴向定位
轴肩、轴环 用于轴向力比较大的场合。
套筒 用于零件之间尺寸较小的场合，与轴间隙配合。
圆螺母 +止动垫片 用于较大轴向力的轴端及不宜用定位套筒的场合。 轴端挡圈 用于轴端。
弹性挡圈 紧定螺钉
3）为便于滚动轴承的拆卸，安装滚动轴承处的定位轴肩高度应低 于轴承内圈端面厚度，具体尺寸可查阅相关滚动轴承标准。
下一页
(2)确定各轴段的长度 各轴段的长度尺寸，主要由轴上零件与轴配合部
分的轴向尺寸、相邻零件之间的距离、轴向定位以 及轴上零件的装配和调整空间等因素决定。
l1＝l2＋（2～3）mm
上一页
1158'8"
求：设计此轴结构，并校核其强度。
解题步骤
解
1.选择轴的材料及热处理方式
45钢，调质，查表13-1
B 640 MPa S 355 MPa 1 275MPa
1 155 MPa [ 1] 60MPa
下一页
2. 最小轴径估算
d C3 P n
P=15 kW, C=115
②按轴线形状可分为曲轴、直轴和钢细软轴。
③按传递载荷分为心轴、传动轴和转轴。
心轴：只承受弯矩 M ；不受转矩 T 。 传动轴：只承受转矩 T；只承受弯矩M 。 转轴：既受弯矩 M 又受转矩 T 。
心轴、光轴
固定心轴
钢细软轴 曲轴
转轴
二、轴设计的主要内容
1.设计内容：结构设计和工作能力计算。 2.设计步骤:
n＝500 r/min
dmin
115 3
第十二章联轴器、离合器、和制动器
滑块联轴器
第十二章联轴器、离合器、和制动器
结构
运动演十二章联轴器、离合器、和制动器
实物
滚子链联轴器
第十二章联轴器、离合器、和制动器
弹性套柱销联轴器 第十二章弹联轴性器套、离柱合器销、联和制轴动器器
弹性柱销联轴器
弹性柱销联轴器
第十二章联轴器、离合器、和制动器
梅花形弹性联 轴器
元件的联轴器；考虑安装尺寸 2.尺寸选择 据被联接轴的直径，转速，计算转矩选择
第十二章联轴器、离合器、和制动器
§12—2离合器
作用：离合器用来联接两根轴，使之一起转动并传递转矩，在工作中主、从 动部分可分离可接合。
一、离合器的分类 按其工作原理可分为 啮合式：利用牙齿啮合传递转矩，可保证两轴同步运转，但只能在低速或停 车时进行离合 摩擦式：利用工作表面的摩擦传递扭矩，能在任何转速下离合，有过载保护 但不能保证两轴同步运转
按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类； 按操纵方式分有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等； 可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能
在特定条件下，自动地接合或分离。
第十二章联轴器、离合器、和制动器
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； 结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 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。
§12—1 联轴器
一.联轴器的种类
联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度 变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位 移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有 适应一定范围的相对位移的性能。
《机械设计基础》第12章 联轴器、离合器和制动器
多盘摩擦离合器
1、3 主、从动轴 2、4 半离合器 5、6 外、内摩擦片 7 操纵滑环 8 杠杆 9 弹簧 10 螺母
摩擦离合器传递的最大转矩
Tmax
D1 D2 mm ZfFQ KT N· 4
摩擦面上的最大压强
p
4 FQ
( D2 D )
2 2 1
p
MPa
离合器的摩擦片
联轴器与离合器： 相同点： 联接两轴、传递运动和转矩 不同点： 联轴器——联接的两轴只有停车后 经拆卸才能分离 离合器——联接的两轴可在机器工 作中方便地实现分离与 接合
联轴器、离合器的计算转矩
校核强度时的计算转矩为:
Tc KT
式中：T-联轴器、离合器传递的名义转矩， 单位： N mm K-工作情况系数
图15－3
2、凸缘式联轴器 刚性联轴器种使用最多的就是凸缘式联 轴器。它由两个带凸缘的半联轴器组成，两个 半联轴器通过键分别与两轴相联接，并用螺栓 将两个半联轴器联成一体，如图所示。
图15－4
按对中方式分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型用凸肩和凹 槽（D1）对中，并用普通螺栓联接，工作时靠两半联 轴器接触面间的摩擦力传递转矩，装拆时需要作轴向 移动。Ⅱ型用铰制孔螺栓对中，螺栓与孔为略有过盈 的紧配合，工作时靠螺栓受剪与挤压来传递转矩。装 拆时不需要作轴向移动，但要配铰螺栓孔。
由圆形截面的金属弹簧钢丝插入在两个半联轴 器凸缘上的孔中。结构简单，价格便宜，尺寸小， 应用较广泛，用于风机、泵等机械设备中。
5、波纹管联轴器
由两个轴套和波纹管组成。 特点：结构简单，惯性小，弹性回差小，运转稳定。 主要用于仪器和控制系统中。
其它联轴器、离合器
其它联轴器、离合器
滚子链联轴器 GB/T6069-2002
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1. 简介联轴器、离合器和制动器是机械设计中常见的三个重要部件，它们在各种机械系统中起到连接、控制和调节的作用。
本文将深入探讨这些部件的设计原理、分类、工作原理以及常见应用。
2. 联轴器2.1 联轴器的定义和分类联轴器是用于连接两个轴的装置，它可以传递动力和扭矩，并且能够允许轴的相对位移。
联轴器按照传递方式可以分为刚性联轴器和弹性联轴器，按照结构形式可以分为套筒联轴器、齿式联轴器、弹性球销联轴器等等。
2.2 联轴器的工作原理联轴器主要通过轴承面、键槽等结构进行传递动力和扭矩。
不同类型的联轴器有不同的工作原理，例如齿式联轴器通过齿轮之间的啮合来传递力矩，弹性联轴器则通过弹性元件的变形来传递力矩和吸收振动。
2.3 联轴器的应用联轴器广泛应用于各种机械设备中，例如汽车、飞机、机床等。
在这些应用中，联轴器通过连接和传递动力来保证机械系统的正常工作。
3. 离合器3.1 离合器的定义和分类离合器是一种用于连接和断开动力传递的装置。
根据离合器的工作原理和结构形式，可以将其分为摩擦离合器、液力离合器、磁粉离合器等。
3.2 离合器的工作原理离合器通过摩擦、液力传递、电磁力等方式将动力传递给轴。
离合器的工作原理主要通过离合器盘之间的接触和分离实现，从而实现动力的传递和断开。
3.3 离合器的应用离合器广泛应用于车辆和机械设备中，例如汽车、摩托车、起重机等。
离合器在这些应用中起到了连接和断开动力的作用，保证了机械系统的正常运转。
4. 制动器4.1 制动器的定义和分类制动器是一种用于制动和停止运动的装置。
根据制动器的工作原理和结构形式，可以将其分为摩擦制动器、液压制动器、电磁制动器等。
4.2 制动器的工作原理制动器通过摩擦、液压、电磁等方式将动力转化为热能或其他形式的能量，以实现机械系统的制动和停止。
4.3 制动器的应用制动器广泛应用于车辆、机械设备等需要制动的场合。
制动器通过控制动力的断开和转化，实现对机械系统的制动和停止。
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2020/9/18
二、学习指导
⒉ 联轴器 ⑴ 联轴器的类 。刚性联轴器又分为固定式和可移式两种型式。固 定式联轴器要求两轴严格对中；而可移式联轴器允许两轴 有一定的安装误差，能补偿两轴的对中偏差。弹性联轴器 内包含有弹性元件，具有缓冲吸振作用，同时可补偿两轴 间的偏移。
⑶ 刚性可移式联轴器和弹性联轴器有何区别？各适合于什 么工作条件？
⑷ 刚性凸缘式联轴器有哪几种对中方法？各有什么特点？
⑸ 单万向联轴器的主要缺点是什么？双万向联轴器正确安 装的条件是什么？
⑹ 怎样计算联轴器的计算转矩？工作情况系数K与哪些因 素有关？
2020/9/18
四、复习题
⑺ 在下列工况下，选择哪类联轴器较好？试举出一种联 轴器的名称。
2020/9/18
二、学习指导
3. 制动器 ⑴ 制动器的工作原理、组成和类型 ① 制动器的工作原理。制动器多为摩擦制动器， 即利用摩擦元件之间产生摩擦阻力矩来消耗机械运动部 件的动能，以达到制动的目的。制动器通常安装在机械 中转速较高的轴上，这样所需制动力矩和制动器尺寸均 可较小。
2020/9/18
2020/9/18
二、学习指导
② 选择步骤： a ) 大部分联轴器已标准化，设计时主要是根据机器 的工作要求和特点，结合联轴器的性能选择合适的类型。 b) 按照连接的主从动轴径、计算转矩和转速在标准 中选出相应的型号。在选用时，应使标准中相应型号联轴 器的许用最大转矩大于或等于计算转矩，同时被连接的主 从动轴径的尺寸要在相应型号联轴器允许的直径范围之内。
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四、复习题
（11）牙嵌离合器的常用牙型有矩形、梯形、锯齿形三种，在 传递较大转矩时常用的牙型为梯形，这是因为__________。
(A) 梯形牙强度较高，离合较容易且磨损能补偿；
(B) 梯形牙与齿接触面间有轴向分力；
(C) 接合后没有相对滑动；
(D) 梯形牙便于接合，强度最高，能传递的转矩最大。
① 载荷平稳、冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望 寿命较长；
② 载荷比较平稳、冲击不大，但两轴轴线具有一定程度 的相对偏移；
③ 载荷不平稳，且具有较大冲击和振动。 ⑻ 牙嵌离合器常用的牙形有几种？各有什么特点？ ⑼ 为什么要限制圆盘摩擦离合器接合面的数目？ ⑽ 制动器常用在哪些场合？它们的工作原理是什么？ ⑾ 制动器通常是安装在机器的高速轴上还是低速轴上？ 为什么？
3.重点 几种常用联轴器、离合器和制动器的种类、 工作原理、结构、特点。
4.难点 各种联轴器、离合器的选用。
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二、学习指导
⒈ 联轴器、离合器和制动器的功用 联轴器和离合器是用来联接两轴（或轴与转动件），并传 递运动和转矩的部件。两者的区别是：用联轴器联接的两轴只 有在机器停车后，通过拆卸才能彼此分离；而用离合器联接的 两轴则可在机器转动过程中随时使两轴分离和接合。制动器是 对机械的运动件施加阻力或阻力矩，使其减速、停止或保持静 止状态的部件。
二、学习指导
② 制动器的组成。制动器主要由制动架、摩擦元件和驱 动装置三部分组成 。制动架是制动器其他部分安装和支承的 基础。摩擦元件与制动轮以面相接触，以产生制动摩擦力矩。 驱动装置则将作用于制动器的驱动力放大并传递给摩擦元件 以实现制动（紧闸），或使摩擦元件与制动轮脱离接触而松 闸。另外，许多制动器摩擦元件的间隙还装有自动调整装置。
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G Ⅱ C L 7 联 轴 器 Y 9 1 0Z 7J 1 2 B0 89 913 J 1 1 1 06 07
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四、复习题
1. 问答题
⑴ 联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何异同？
⑵ 刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器有何区别？各适 合于什么工作条件？
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二、学习指导
⒊ 离合器
⑴ 离合器的类型
离合器分为操纵离合器和自动离合器两大类。每一类根据 工作原理不同，又可分为嵌合式和摩擦式两种，它们分别是利 用牙的嵌合和工作表面的摩擦来传递转矩的。
⑵ 离合器的选择
当要求主、从动轴同步转动且传递转矩较大时，可选用牙 嵌式离合器，但应在停机或低速下进行接合；当要求在高速下 平稳接合，而主、从动轴同步性要求低时，宜选用单片或多片 圆盘摩擦式离合器；当要求在一定转矩、转速及转向条件下能 自动接合或分离时，应选用超越离合器。安全离合器能够起到 安全保障作用。
(B) 弹性联轴器能补偿两轴间的偏移，而刚性联轴器不能；
(C) 刚性联轴器要求两轴严格对中，而弹性联轴器不要求对中；
(D) 弹性联轴器过载时能打滑，而刚性联轴器不能。
（3）弹性联轴器不适用于_____工作场合。
(A) 两轴线有相对偏移；
(B) 传递较大转矩；
(C) 两轴线倾斜一角度；
(D) 工作中有冲击、振动及起动频繁
③ 制动器的类型。摩擦制动器按摩擦元件的结构型式分 为带式制动器、闸瓦式制动器和盘式制动器三类。
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三、典型实例分析
例13-1 一碎石机轴与齿轮减速器输出轴相连接。 已知工作转矩T=2.5kN·m，减速器输出轴轴径d1=90mm； 碎石机轴径d2=100mm，转速n=800r／min，试确定联轴 器的型号，并写出其标记。
⑶ 型号选择
从机械设计手册（ZB/T19013—1989）查得： GⅡCL7 型鼓形齿式联轴器的许用转矩为6300N·m，许用最大转速为 3750r/min，轴径范围为50~105mm，故合用。
减速器轴端半联轴器用Y型轴孔，轴孔直径 d1=90mm， 轴孔长度L1=172mm；碎石机轴端半联轴器用J1型轴孔，轴 孔直径d2=100mm，轴孔长度L2=167mm。所以联轴器的标记 为
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四、复习题
（4）安装凸缘联轴器时，对两轴的要求是_____。
(A) 两轴严格对中；
(B) 两轴可有径向偏移；
(C) 两轴可相对倾斜一角度； (D) 两轴可有综合位移。
（5）齿式联轴器的特点是_____。
(A) 可补偿两轴的综合位移； (B)可补偿两轴的径向偏移；
(C) 可补偿两轴的角偏移； (D) 有齿顶间隙，能吸收振动
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四、复习题
2. 选择题
（1）联轴器与离合器的主要作用是_____。
(A) 缓和冲击和振动；
(B) 补偿两轴间的偏移；
(C) 联接两轴并传递运动和转矩； (D) 防止机器发生过载。
（2）刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是_____。
(A) 弹性联轴器内装有弹性件，而刚性联轴器没有；
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二、学习指导
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图13-1
图13-2
二、学习指导
⑵ 联轴器的选择 ① 通常对于载荷平稳、转速低且稳定、刚性大的短 轴可选用刚性固定式联轴器；对于载荷平稳、转速低且稳 定、刚性小的长轴，为了补偿安装误差和轴或其他相连接 件的变形，可选用无弹性元件挠性联轴器；对传递转矩较 大的重型机械，选用齿轮联轴器；对于高速且有冲击振动 的轴应选用有弹性元件挠性联轴器。
（6）下列_____不是弹性套柱销联轴器的特点。
(A) 结构简单，装拆方便； (B) 价格低廉；
(C) 能吸收振动和补偿两轴的综合位移。
(D) 弹性套不易损坏，使用寿命长。
（7）用于联接两相交轴的单万向联轴器，其主要缺点是______。
(A) 结构庞大，维护困难；(B) 零件易损坏，使用寿命短；
(C) 只能传递小转矩；
（12）设计多片圆盘摩擦离合器时，摩擦片的数目不宜取得过多， 这主要是为了避免________。
(A) 离合器分离动作不灵活； （B）各片受力不均匀；
(C) 2020/9/18 轴向尺寸过大；
（D）不易散热。
四、复习题
3. 计算题 ⑴ 一直流发电机的转速n=3000r/min，最大功率 P=20kW，外伸轴直径 d=45mm，试选择联轴器型号 (只要求与发电机轴联接的半联轴器满足直径要求)。 ⑵ 电动机与离心泵之间用联轴器相联。已知电动 机功率P=22kW,转速n=970r/min,电动机外伸轴的直径 d=55mm，水泵外伸轴的直径 d =50mm试选择联轴器 型号，并写出其标记。
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一、基本内容及学习要求
2．学习要求 （1）了解联轴器、离合器和制动器的功用。 （2）掌握联轴器连接两轴间位置的补偿原理， 联轴器 与离合器在功能上的异同点。 （3）掌握常用联轴器、离合器和制动器的主要 类型、结构特点、工作原理、性能和选择及计算方 法。
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一、基本内容及学习要求
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三、典型实例分析
解：⑴ 类型选择 因用于低速轴，传递转矩较大，为使结构紧凑，选用 齿式联轴器。 ⑵ 求计算转矩Tc 根据原动机为电动机，工作机为碎石机查得：工作情 况系数K=2.3，求得计算转矩为
Tc=KT=（2.3×2.5）kN·m =5.75kN·m
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三、典型实例分析
20(2D0/9)/18主动轴作等速运动，但从动轴作周期性的变速运动。
四、复习题
（8）桥式起重机两传动轴用齿式联轴器CL2相联，两轴直径相等， 轴的转速n = 70r/min，如该联轴器许用最大转矩为1400N·m，取工 作情况系数K=1.5，试求联轴器能传递的最大功率Pmax 。
(A) Pmax=10.26kW； （B）Pmax=6.84kW； (C) Pmax=10kW； （D） Pmax=15.39kW。 （9）牙嵌离合器只能在__________接合。 (A) 单向转动时； （B）高速转动时； (C) 正反转工作时； （D）两轴转速差很小或停车时。 （10）某机器的两轴，要求在任何转速下都能接合，应选择 ________离合器。 (A) 摩擦； （B）牙嵌； (C) 安全； （D）超越。
二、学习指导
⒉ 联轴器 ⑴ 联轴器的类 。刚性联轴器又分为固定式和可移式两种型式。固 定式联轴器要求两轴严格对中；而可移式联轴器允许两轴 有一定的安装误差，能补偿两轴的对中偏差。弹性联轴器 内包含有弹性元件，具有缓冲吸振作用，同时可补偿两轴 间的偏移。
⑶ 刚性可移式联轴器和弹性联轴器有何区别？各适合于什 么工作条件？
⑷ 刚性凸缘式联轴器有哪几种对中方法？各有什么特点？
⑸ 单万向联轴器的主要缺点是什么？双万向联轴器正确安 装的条件是什么？
⑹ 怎样计算联轴器的计算转矩？工作情况系数K与哪些因 素有关？
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四、复习题
⑺ 在下列工况下，选择哪类联轴器较好？试举出一种联 轴器的名称。
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二、学习指导
3. 制动器 ⑴ 制动器的工作原理、组成和类型 ① 制动器的工作原理。制动器多为摩擦制动器， 即利用摩擦元件之间产生摩擦阻力矩来消耗机械运动部 件的动能，以达到制动的目的。制动器通常安装在机械 中转速较高的轴上，这样所需制动力矩和制动器尺寸均 可较小。
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二、学习指导
② 选择步骤： a ) 大部分联轴器已标准化，设计时主要是根据机器 的工作要求和特点，结合联轴器的性能选择合适的类型。 b) 按照连接的主从动轴径、计算转矩和转速在标准 中选出相应的型号。在选用时，应使标准中相应型号联轴 器的许用最大转矩大于或等于计算转矩，同时被连接的主 从动轴径的尺寸要在相应型号联轴器允许的直径范围之内。
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四、复习题
（11）牙嵌离合器的常用牙型有矩形、梯形、锯齿形三种，在 传递较大转矩时常用的牙型为梯形，这是因为__________。
(A) 梯形牙强度较高，离合较容易且磨损能补偿；
(B) 梯形牙与齿接触面间有轴向分力；
(C) 接合后没有相对滑动；
(D) 梯形牙便于接合，强度最高，能传递的转矩最大。
① 载荷平稳、冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望 寿命较长；
② 载荷比较平稳、冲击不大，但两轴轴线具有一定程度 的相对偏移；
③ 载荷不平稳，且具有较大冲击和振动。 ⑻ 牙嵌离合器常用的牙形有几种？各有什么特点？ ⑼ 为什么要限制圆盘摩擦离合器接合面的数目？ ⑽ 制动器常用在哪些场合？它们的工作原理是什么？ ⑾ 制动器通常是安装在机器的高速轴上还是低速轴上？ 为什么？
3.重点 几种常用联轴器、离合器和制动器的种类、 工作原理、结构、特点。
4.难点 各种联轴器、离合器的选用。
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二、学习指导
⒈ 联轴器、离合器和制动器的功用 联轴器和离合器是用来联接两轴（或轴与转动件），并传 递运动和转矩的部件。两者的区别是：用联轴器联接的两轴只 有在机器停车后，通过拆卸才能彼此分离；而用离合器联接的 两轴则可在机器转动过程中随时使两轴分离和接合。制动器是 对机械的运动件施加阻力或阻力矩，使其减速、停止或保持静 止状态的部件。
二、学习指导
② 制动器的组成。制动器主要由制动架、摩擦元件和驱 动装置三部分组成 。制动架是制动器其他部分安装和支承的 基础。摩擦元件与制动轮以面相接触，以产生制动摩擦力矩。 驱动装置则将作用于制动器的驱动力放大并传递给摩擦元件 以实现制动（紧闸），或使摩擦元件与制动轮脱离接触而松 闸。另外，许多制动器摩擦元件的间隙还装有自动调整装置。
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G Ⅱ C L 7 联 轴 器 Y 9 1 0Z 7J 1 2 B0 89 913 J 1 1 1 06 07
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四、复习题
1. 问答题
⑴ 联轴器和离合器的功用是什么？两者的功用有何异同？
⑵ 刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器有何区别？各适 合于什么工作条件？
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二、学习指导
⒊ 离合器
⑴ 离合器的类型
离合器分为操纵离合器和自动离合器两大类。每一类根据 工作原理不同，又可分为嵌合式和摩擦式两种，它们分别是利 用牙的嵌合和工作表面的摩擦来传递转矩的。
⑵ 离合器的选择
当要求主、从动轴同步转动且传递转矩较大时，可选用牙 嵌式离合器，但应在停机或低速下进行接合；当要求在高速下 平稳接合，而主、从动轴同步性要求低时，宜选用单片或多片 圆盘摩擦式离合器；当要求在一定转矩、转速及转向条件下能 自动接合或分离时，应选用超越离合器。安全离合器能够起到 安全保障作用。
(B) 弹性联轴器能补偿两轴间的偏移，而刚性联轴器不能；
(C) 刚性联轴器要求两轴严格对中，而弹性联轴器不要求对中；
(D) 弹性联轴器过载时能打滑，而刚性联轴器不能。
（3）弹性联轴器不适用于_____工作场合。
(A) 两轴线有相对偏移；
(B) 传递较大转矩；
(C) 两轴线倾斜一角度；
(D) 工作中有冲击、振动及起动频繁
③ 制动器的类型。摩擦制动器按摩擦元件的结构型式分 为带式制动器、闸瓦式制动器和盘式制动器三类。
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三、典型实例分析
例13-1 一碎石机轴与齿轮减速器输出轴相连接。 已知工作转矩T=2.5kN·m，减速器输出轴轴径d1=90mm； 碎石机轴径d2=100mm，转速n=800r／min，试确定联轴 器的型号，并写出其标记。
⑶ 型号选择
从机械设计手册（ZB/T19013—1989）查得： GⅡCL7 型鼓形齿式联轴器的许用转矩为6300N·m，许用最大转速为 3750r/min，轴径范围为50~105mm，故合用。
减速器轴端半联轴器用Y型轴孔，轴孔直径 d1=90mm， 轴孔长度L1=172mm；碎石机轴端半联轴器用J1型轴孔，轴 孔直径d2=100mm，轴孔长度L2=167mm。所以联轴器的标记 为
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四、复习题
（4）安装凸缘联轴器时，对两轴的要求是_____。
(A) 两轴严格对中；
(B) 两轴可有径向偏移；
(C) 两轴可相对倾斜一角度； (D) 两轴可有综合位移。
（5）齿式联轴器的特点是_____。
(A) 可补偿两轴的综合位移； (B)可补偿两轴的径向偏移；
(C) 可补偿两轴的角偏移； (D) 有齿顶间隙，能吸收振动
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四、复习题
2. 选择题
（1）联轴器与离合器的主要作用是_____。
(A) 缓和冲击和振动；
(B) 补偿两轴间的偏移；
(C) 联接两轴并传递运动和转矩； (D) 防止机器发生过载。
（2）刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是_____。
(A) 弹性联轴器内装有弹性件，而刚性联轴器没有；
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二、学习指导
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二、学习指导
⑵ 联轴器的选择 ① 通常对于载荷平稳、转速低且稳定、刚性大的短 轴可选用刚性固定式联轴器；对于载荷平稳、转速低且稳 定、刚性小的长轴，为了补偿安装误差和轴或其他相连接 件的变形，可选用无弹性元件挠性联轴器；对传递转矩较 大的重型机械，选用齿轮联轴器；对于高速且有冲击振动 的轴应选用有弹性元件挠性联轴器。
（6）下列_____不是弹性套柱销联轴器的特点。
(A) 结构简单，装拆方便； (B) 价格低廉；
(C) 能吸收振动和补偿两轴的综合位移。
(D) 弹性套不易损坏，使用寿命长。
（7）用于联接两相交轴的单万向联轴器，其主要缺点是______。
(A) 结构庞大，维护困难；(B) 零件易损坏，使用寿命短；
(C) 只能传递小转矩；
（12）设计多片圆盘摩擦离合器时，摩擦片的数目不宜取得过多， 这主要是为了避免________。
(A) 离合器分离动作不灵活； （B）各片受力不均匀；
(C) 2020/9/18 轴向尺寸过大；
（D）不易散热。
四、复习题
3. 计算题 ⑴ 一直流发电机的转速n=3000r/min，最大功率 P=20kW，外伸轴直径 d=45mm，试选择联轴器型号 (只要求与发电机轴联接的半联轴器满足直径要求)。 ⑵ 电动机与离心泵之间用联轴器相联。已知电动 机功率P=22kW,转速n=970r/min,电动机外伸轴的直径 d=55mm，水泵外伸轴的直径 d =50mm试选择联轴器 型号，并写出其标记。
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一、基本内容及学习要求
2．学习要求 （1）了解联轴器、离合器和制动器的功用。 （2）掌握联轴器连接两轴间位置的补偿原理， 联轴器 与离合器在功能上的异同点。 （3）掌握常用联轴器、离合器和制动器的主要 类型、结构特点、工作原理、性能和选择及计算方 法。
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一、基本内容及学习要求
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三、典型实例分析
解：⑴ 类型选择 因用于低速轴，传递转矩较大，为使结构紧凑，选用 齿式联轴器。 ⑵ 求计算转矩Tc 根据原动机为电动机，工作机为碎石机查得：工作情 况系数K=2.3，求得计算转矩为
Tc=KT=（2.3×2.5）kN·m =5.75kN·m
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三、典型实例分析
20(2D0/9)/18主动轴作等速运动，但从动轴作周期性的变速运动。
四、复习题
（8）桥式起重机两传动轴用齿式联轴器CL2相联，两轴直径相等， 轴的转速n = 70r/min，如该联轴器许用最大转矩为1400N·m，取工 作情况系数K=1.5，试求联轴器能传递的最大功率Pmax 。
(A) Pmax=10.26kW； （B）Pmax=6.84kW； (C) Pmax=10kW； （D） Pmax=15.39kW。 （9）牙嵌离合器只能在__________接合。 (A) 单向转动时； （B）高速转动时； (C) 正反转工作时； （D）两轴转速差很小或停车时。 （10）某机器的两轴，要求在任何转速下都能接合，应选择 ________离合器。 (A) 摩擦； （B）牙嵌； (C) 安全； （D）超越。