联轴器与离合器教案教材(共15页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 第十一章 联轴器和离合器联轴器和离合器是机械传动中的常用部件,常用于机床,汽车,起重机等各种工程机械行业。联轴器用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件如图11-1所示。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。离合器是汽车动力系统的重要部件,它担负着将动力与发动机之间进行切断与连接的工作如图11-2所示。1981年法国人制成摩擦片式离合器,摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器随着工业技术的发展,联轴
2、器和离合器的类型越来越多,应了解各型号的结构特点以及应用场合并解决其选型等问题,以提高联轴器和离合器的工作能力,改善的联轴器和奔合器传动质量。图11-1 联轴器 图11-2离合器本章知识要点(1) 了解联轴器的功用与分类特点。 (2) 熟悉联轴器的选用方法,掌握联轴器选型计算步骤。 (3) 了解离合器的功用与分类,熟悉摩擦式片离合器的工作原理。兴趣实践以汽车离合器为例,研究不同汽车上所选用的离合器类型有何不同,并对离合器的内部结构进行拆装,掌握其结构上的异同和特殊性,注意观察离合器制动的关键构件。探索思考根据工作环境和传动力矩的不同,应该怎样选择合适类型的联轴器?预习准备 本章讲学习联轴器和离
3、合器的分类,工作原理、结构特点以及应用场合。着重预习联轴器的选型步骤和选型计算方法,并且了解联轴器和离合器的异同点。11.1 联轴器11.1.1联轴器的功用和分类一般机械都是由原动机、传动机和工作机构组成,这三部分必须联接起来才能工作,而联轴器就是把它们联接起来的一种重要装置。联轴器主要用于两轴之间的联接,它也可用于轴和其它零件(卷筒、齿轮、带轮等)之间的联接。它的主要任务是传递扭矩。若要使两轴分离,必须通过停车拆卸才能实现 。联轴器所要联接的轴之间,由于存在制造、安装误差,受载受热后的变形以及传动过程中会产生振动等因素,往往存在着轴向、径向或偏角等相对位置的偏移,如图11-3所示。故联轴器除
4、了传动外,还要有一定的位置补偿和吸振缓冲的功用。根据联轴器有无弹性元件可分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类,即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类,固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格对中。而可移动式联轴器允许两轴有一定的安装误差,对两轴的位移有一定的补偿能力。弹性联轴器视其所具有弹性元件材料的不同,又可以分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两类。弹性联轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的位移,还具有缓冲减振的作用。在刚性联轴器中,又存在固定式和移动式的区别 。 图11-3 两轴之间的相对位移11.1.2. 固定式刚性联轴器刚性联轴器无位移补偿能力,用在被连接
5、两轴要求严格对中及工作中无相对位移之处。刚性联轴器中应用较多的是套筒式、夹壳式、凸缘式等几种类型,而凸缘联轴器是应用最多的一种。1、套筒式联轴器这是一类最简单的联轴器,如图11-4所示。这种联轴器是一个圆柱型套筒,用两个圆锥销键或螺钉与轴相联接并传递扭矩。此种联轴器没有标准,需要自行设计,例如机床上就经常采用这种联轴器。图11-4套筒式联轴器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11-5所示。按对中方式分为型和型: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
6、器接触面间的摩擦力传递转矩,装拆时需要作轴向移动。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。对于受中等载荷,圆周速度小于35m/s时,凸缘联轴器的材料可以使用HT200等灰铸铁。重载或圆周速度大于30m/s时可以采用35、45铸钢或锻钢。特点:凸缘式联轴器结构简单、价格低廉,使用方便,能传递较大的转距,但要求被联接的两轴必须安装准确。适用范围:它适用于工作平稳、刚性好和速度较低的场合。凸缘联轴器的尺寸可以按照标准GB5843-86选用。(a) 型 (b) 型图11-5凸缘联轴器凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢。该联
7、轴器对两轴的对中性要求很高.其特点是特点:构造简单、成本低,可传递较大的转矩。适用于工作平稳、刚性好和速度较低的场合。11.1.3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。常用的挠性联轴器可分为:无弹性元件的挠性联轴器,有弹性元件的挠性联轴器。 1、无弹性元件的挠性联轴器1)十字滑块联轴器十字滑块联轴器由两个具有较宽凹槽的半联轴器和一个中间滑块组成,半联轴器与中间滑块之间可相对滑动,能补偿两轴间的相对位移和偏斜。这种联轴器的特点是结构简单,重量轻,惯性力小,又具有弹性,适用于传递转矩不大、转速较低、
8、无急剧冲击的两轴连接。如图11-5所示。这种联轴器零件的材料可用45号钢,工作表面须进行热处理,以提高其硬度;要求较低时也可用Q275钢,不进行热处理。为了减少摩擦及磨损,使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。因为半联轴器与中间盘组成移动副,不能发生相对转动。故主动轴与从动轴的角速度应相等。在两轴间有相对位移的情况下工作时,中间盘会产生很大的离心力,从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。这种联轴器一般用于转速n2.75传动系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本依据。冲击、振动和转矩变化较大的工作载荷,应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器,以缓冲、减振、补偿轴线偏移
9、,改善传动系统工作性能。起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍,是超载工作,必然缩短联轴器弹性元件使用寿命,联轴器只允许短时超载,一般短时超载不得超过公称转矩的 23 倍,即 Tmax 23Tn 。 低速工况应避免选用只适用于中小功率的联轴器,例如:弹性套柱销联轴器、芯型弹性联轴器、多角形橡胶联轴器、轮胎式联轴器等;需要控制过载安全保护的轴系,宜选用安全联轴器;载荷变化较大的并有冲击、振动的轴系,宜选择具有弹性元件且缓冲和减振效果较好的弹性联轴器。金属弹性元件弹性联轴器承载能力高于非金属弹性元件弹性联轴器;弹性元件受挤压的弹性联轴器可靠性高于弹性元件受剪切的弹性联轴器。 (三
10、) 联轴器的许用转速 联轴器的许用转速范围是根据联轴器不同材料允许的线速度和最大外缘尺寸,经过计算而确定。不同材料和品种、规格的联轴器许用转速的范围不相同,改变联轴器的材料可提高联轴器许用转速范围,材料为钢的许用转速大于材料为铸铁的许用转速。用于 n5000r/min 工况条件的联轴器,应考虑联轴器外缘离心力和弹性元件变形等影响因素,并应作动平衡。高速时不应选用非金属弹性元件弹性联轴器,高速时形成弹性元件变形,宜选用高精度的挠性联轴器,目前国外用于高速的联轴器不外乎膜片联轴器和高精度鼓形齿式联轴器。(四)联轴器所联两轴相对位移 联轴器所联两轴由于制造误差、装配误差、安装误差、轴受载而产生变形、
11、基座变形、轴承受损、温度变化(热胀、冷缩)、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。一般情况下,两轴相对位移是难以避免的,但不同工况条件下的轴系传动所产生的位移方向,即轴向( x )、径向( y )、角向()以及位移量的大小有所不同。如表11-3所示。 表 11-3 挠性联轴器和弹性联轴器许用补偿量 序号联轴器名称标准号许用补偿量径向( y)/mm轴向( x)/mm角向()1滚子链条联轴器GB/T6069 - 850.190.271.49.51o2SWC 型整体叉头十字轴式JB/T5513 - 8515o 25o3SWP 型剖分轴承十字轴式JB/T3241 - 915o 10o4SWZ 型
12、整体轴承十字轴式JB/T3242 - 93 10o5十字轴式JB/T5901 - 91 45o6球笼式GB/T7549 - 8714 o 18o7重型机械用球笼式JB/T6140 - 92 25o8球铰式JB/T6139 - 92 40 o9TGL 型鼓形齿式联轴器JB/T5514 - 910.31.1 11o10WGC 、 WGP 、 WGZ 型鼓形齿式联轴器7001 - 93 JB/T 7002 - 937003 - 931.310.81o30 11GCLD 型鼓形齿式联轴器JB/T8854.1 - 19991o30 12GCL 型鼓形齿式联轴器JB/T8854.2 - 19991.962
13、1.71o30 13GCLZ 型鼓形齿式联轴器JB/T8854.3 - 19991.08.51o30 14CL 型鼓形齿式联轴器JB/ZQ4218 - 860.46.30o30 15膜片联轴器JB/T9147 - 1999120o30 1o30 16蛇形弹簧联轴器GB/T8869 - 20000.20.50o30 1o30 17簧片联轴器GB/T12922 - 910.241.118挠性杆联轴器GB/T14654 - 936X10 - 3 15X10 - 3 rad19弹性套柱销联轴器GB/T4323 - 840.20.60o30 1o30 20弹性柱销联轴器GB/T5014 - 850.15
14、0.25 0 o30 V21弹性柱销齿式联轴器GB/T5015 - 850.31.50 o30 2o30 22梅花型弹性联轴器GB/T5272 - 850.51.81o 2 o30 23轮胎式联轴器GB/T5844 - 861.053.2 o24弹性环联轴器GB/T2496 - 961.26.20o30 1 o30 25芯型弹性联轴器GB/T10614 - 890.520o201o3026弹性块联轴器JB/T9148 - 19990.622o 5 o27多角形橡胶联轴器JB/T5512 - 91121o 1o30 28H 形弹性联轴器JB/T5511 - 910.520.35o1o29径向弹性
15、柱销联轴器JB/T7849 - 9510.35 o1o30LAK 型鞍形块弹性联轴器JB/T7648 - 952101 o1.5o31球面滚子联轴器JB/T7009 - 931.5 o32滑块联轴器JB/ZQ4384 - 97 0.2 0 o40 只有挠性联轴器才具有补偿两轴相对位移的性能,因此在实际应用中大量选择挠性联轴器。刚性联轴器不具备补偿性能,应用范围受到限制,因此用量很少。角向()唯一较大的轴系传动宜选用万向联轴器,有轴向窜动,并需控制轴向位移的轴系传动,应选用膜片联轴器;只有对中精度很高的情况下选用刚性联轴器 。 (五) 联轴器的传动精度 小转矩和以传递运动为主的轴系传动,要求联轴
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