机械设计：联轴离合制动器

联接特点：构成动联接，具有一个或几个方向的活动度。 能补偿两轴的相对位移。
x
设计：潘存云
轴向
y
设计：潘存云
x
设
优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。
缺点：结构笨重、造价高。 应用：用于重型传动。
设计：潘存云
设计：潘存云
二、滑块联轴器
结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具 有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽 中，构成移动副。
：ω1
vA2 =
= r cosαω’ 2
显然r’有ω：’2vA1 = vA2
r’
A
αr B α 设计：潘存云
A
ω'2
代入得： ω1 =cosαω’2
ω’2 〉ω1
ω1
在图示位置II, 以轴2为参考 系，对B点有 ：
vB2 = rω”2
r Bα A α 设计：潘存云
B
以轴1为参考系，对B点有 ： vB1 = r”ω1 = ω1 r cosα
中碳合金钢：40Cr 、 45MnB。 表面淬火后牙面硬度：48~58 HRC;
§17-6 摩擦离合器
一、单片式圆盘摩擦离合器 结构：由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。 工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠 摩擦力带动从动轴转动。
摩擦扭矩: Tmax=Fa f Rf
优点：
Rf
33
Fa
频繁的高速轴。
适用范围：-12˚≤t≤60˚，
设计：潘存云
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 c
c
间留有间隙
§17-5 牙嵌式离合器
结构：由端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环组成。 工作原理：
利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。
固定套筒
转矩 转速
=>确定型号与规格
轴径
T为名义转矩；
计算转矩： Tc=KAT KA为工作情况系数；
表17-1 工作情况系数KA
工作机
原动机为电动机时
发电机、小型通风机、小型离心机
1.3
透平压缩机、木工机械、输送机
1.5
搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机
1.7
织布机、水泥搅拌机、拖拉机
1.9
挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械
圆柱孔
设计：潘存云
设计：潘存云
圆锥孔
预留间隙以补偿 轴向位移。
c
A
预留安装空间以便与更换橡胶套
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 元件传递，缓和冲击、吸收振动。
应用：适用于正反向变化多，启动
尼龙销 挡板
α
设计：潘存云
单万向联轴器
设计：潘存云
结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链
与中间的“十字形”构件相联，“十字形”构件的中
心位于两轴交点处轴，间角为 ：
α=0~45˚
α
运动分析：
两轴平均传动比为1，但
设计：潘存云
瞬时传动比是动态变化的。
在图示位置I, 以轴1为参考
系，对A点有 ：
vA1 = rω1 以轴2为参考系，对A点有
2˚~8˚ 2˚~8˚
承载能力：取决于齿根的弯曲强度:
σb=
hKAT zWD0
≤ [σb]
p
=
2KAT zD0ah
≤ [p ]
D0
式中：h为牙齿高度；z为牙齿数；
a h
W-齿根弯曲截面系数；D0-牙平均直径；a-牙的宽度。 特点：结构简单、外廓尺寸小、能传递较大的转矩。
材料： 低碳合金钢：20Cr 、 20MnB。 渗碳淬火后牙面硬度：56~62 HRC;
2.3
§17-3 可移动刚性联轴器
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
两轴线的相对位移: 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。 轴向、径向、角度、综合。
如果联轴器没有适应这种相对位移的能力就会在联轴器、轴和轴承中引起附加载荷，甚至引起强烈振动。
活动套筒 滑环
设计：潘存云
对中环
牙型
三角形 梯形 锯齿形
----传递中小转矩、牙数为16~60 ----传递较大转矩、牙数为3~15
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˚
同样有 ： vB1 = vB2
代入得：ω’’2=ω1 cosα
=>ω”2 <ω1
其它位置： ω1cos α ≤ ω2 ≤
ω1 cosα
r”
ω"2
2.双万向铰链机构 为了消除从动轴变速转动的缺点，常 将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。
安装要求： ①主动、从动、中间三轴共面；
②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等；
第17章 联轴器、离合器和制动器
§17-1 §17-2 §17-3 §17-4 §17-5
§17-6 §17-7 §17-8 §17-9
联轴器、离合器的类型和应用 固定式刚性联轴器 可移动刚性联轴器 弹性联轴器 牙嵌式离合器 摩擦离合器 磁粉离合器 定向离合器 制动器
§17-1 联轴器、离合器的类型和应用
1.在任何转速条件下两轴都
设计：潘存云
可以进行结合；
2.过载时打滑，起保护作用； 3.结合平稳、冲击和振动小。
工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹 槽内滑动。
设计：潘存云
y α
优缺点：结构简单、制造容易。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。
适用范围：α≤30’, y≤0.04d，v≤300 r/min
三、万向联轴器 作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在 传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、 有夹角 应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。
作用：主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋
转，并传递扭矩。
工作特点：联轴器用于刚性静态联接；而离合器则用
于两轴之间的动态联接。
分类：
固定式联轴器
刚性联轴器 联轴器
移动式联轴器
弹性联轴器
牙嵌式离合器
摩擦式离合器 离合器 电磁离合器
自动离合器
应用实例：手腕驱动机构、汽车后桥驱动、车辆启停等。
联轴器、离合器大都已经标准化了，可直接选用。 工作条件=>选类型
③中间轴两端的叉面应在同一平面内。
α1
C
设计：潘存云
2α
α1
C
设计：潘存云
2α
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
设计：潘存云
α
A
模型演示
设计：潘存云
A--A
§17-4 弹性联轴器
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。