彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu).ppt
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,17-1聯(lián)軸器、離合器的類型和應(yīng)用,17-2固定式剛性聯(lián)軸器,17-3可移動剛性聯(lián)軸器,17-4彈性聯(lián)軸器,17-5牙嵌式離合器,17-6摩擦離合器,第17章聯(lián)軸器、離合器和制動器,17-7磁粉離合器,17-8定向離合器,17-9制動器,,,,,,,,,,17-1聯(lián)軸器、離合器的類型和應(yīng)用,工作特點(diǎn):聯(lián)軸器用于剛性靜態(tài)聯(lián)接;而離合器則用于兩軸之間的動態(tài)聯(lián)接。,分類:,彈性聯(lián)軸器,剛性聯(lián)軸器,固定式聯(lián)軸器,移動式聯(lián)軸器,作用:主要用于將兩根軸聯(lián)接在一起,使它們一起旋轉(zhuǎn),并傳遞扭矩。,聯(lián)軸器,牙嵌式離合器,離合器,摩擦式離合器,電磁離合器,自動離合器,,,,應(yīng)用實例:手腕驅(qū)動機(jī)構(gòu)、汽車后橋驅(qū)動、車輛啟停等。,聯(lián)軸器、離合器大都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了,可直接選用。,工作條件=>選類型,轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速軸徑,=>確定型號與規(guī)格,,計算轉(zhuǎn)矩:,Tc=KAT,KA為工作情況系數(shù);,T為名義轉(zhuǎn)矩;,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,17-2固定式剛性聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu):半聯(lián)軸器通過鍵與軸相聯(lián),用螺栓將兩個半聯(lián)軸器的凸緣聯(lián)接在一起。,普通凸緣聯(lián)軸器,絞制孔螺栓,型式:,有對中榫的凸緣聯(lián)軸器,普通凸緣聯(lián)軸器,,---靠鉸制孔螺栓對中。,---靠榫頭對中。,對中榫,設(shè)計:潘存云,制造與安裝要求:半聯(lián)軸器的凸緣端面應(yīng)與軸線垂直,安裝時應(yīng)使兩軸精確對中。,材料:一般用鑄鐵、當(dāng)重載或V≥30m/s時,用鑄鋼或鍛鋼。,特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、傳遞扭矩較大,但不能緩沖減振。,應(yīng)用:用于載荷較平穩(wěn)的兩軸聯(lián)接。,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,兩軸線的相對位移:軸向、徑向、角度、綜合。,17-3可移動剛性聯(lián)軸器,由于制造、安裝或工作時零件的變形等原因,被聯(lián)接的兩軸不一定度能精確對中,因此會出現(xiàn)兩軸之間的軸向位移、徑向位移和角位移,或其組合。,聯(lián)接特點(diǎn):構(gòu)成動聯(lián)接,具有一個或幾個方向的活動度。能補(bǔ)償兩軸的相對位移。,如果聯(lián)軸器沒有適應(yīng)這種相對位移的能力就會在聯(lián)軸器、軸和軸承中引起附加載荷,甚至引起強(qiáng)烈振動。,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,一、齒式聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu):兩個有內(nèi)齒的外殼,兩個有外齒的套筒,兩者齒數(shù)相同,外齒做成球形齒頂?shù)难凝X。套筒與軸用鍵聯(lián)接,兩外殼用螺栓聯(lián)接。兩端密封,空腔內(nèi)儲存潤滑油。,功用:能補(bǔ)償軸不對中和偏斜。,工作范圍:正常齒:α≤30’腰鼓齒:α≤3?,,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,優(yōu)點(diǎn):傳遞扭矩大、能補(bǔ)償綜合位移。,缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)笨重、造價高。,應(yīng)用:用于重型傳動。,設(shè)計:潘存云,二、滑塊聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu):兩個端面開有徑向凹槽的半聯(lián)軸器,兩端各具有凸榫的中間滑塊,且兩端榫頭互相垂直,嵌入凹槽中,構(gòu)成移動副。,工作原理:當(dāng)兩軸存在不對中和偏斜時,滑塊將在凹槽內(nèi)滑動。,優(yōu)缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、制造容易?;瑝K因偏心產(chǎn)生離心力和磨損,并給軸和軸承帶來附加動載荷。,適用范圍:α≤30’,y≤0.04d,v≤300r/min,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,三、萬向聯(lián)軸器,作用:用于傳遞兩相交軸之間的動力和運(yùn)動,而且在傳動過程中,兩軸之間的夾角還可以改變。共軸、有夾角,應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床等機(jī)械傳動系統(tǒng)中。,,單萬向聯(lián)軸器,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,vA1=rω1,結(jié)構(gòu)特點(diǎn):兩傳動軸末端各有一個叉形支架,用鉸鏈與中間的“十字形”構(gòu)件相聯(lián),“十字形”構(gòu)件的中心位于兩軸交點(diǎn)處,,運(yùn)動分析:,兩軸平均傳動比為1,但瞬時傳動比是動態(tài)變化的。,在圖示位置I,以軸1為參考系,對A點(diǎn)有:,以軸2為參考系,對A點(diǎn)有:,vA2=r’ω’2,=rcosαω’2,顯然有:vA1=vA2,設(shè)計:潘存云,其它位置:,代入得:,在圖示位置II,以軸2為參考系,對B點(diǎn)有:,vB2=rω”2,以軸1為參考系,對B點(diǎn)有:,vB1=r”ω1,=ω1rcosα,同樣有:vB1=vB2,代入得:,ω’’2=ω1cosα,ω’2〉ω1,=>ω”2<ω1,ω1=cosαω’2,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,2.雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu),將兩個單萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用,構(gòu)成雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)。,安裝要求:,①主動、從動、中間三軸共面;,②主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等;,③中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。,為了消除從動軸變速轉(zhuǎn)動的缺點(diǎn),常,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,3.小型雙萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)如圖所示,通常采用合金鋼制造。,模型演示,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,一、彈性套柱銷聯(lián)軸器,17-4彈性聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)特點(diǎn):外觀與凸緣聯(lián)軸器相似,用帶橡膠彈性套的柱銷聯(lián)接兩個半聯(lián)軸器。,圓柱孔,圓錐孔,設(shè)計:潘存云,二、彈性柱銷聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu):用尼龍制成的柱銷置于兩個半聯(lián)軸器凸緣的孔中。,結(jié)構(gòu)簡單、更換柱銷方便。,特點(diǎn):上述兩種聯(lián)軸器的動力通過彈性元件傳遞,緩和沖擊、吸收振動。,應(yīng)用:適用于正反向變化多,啟動頻繁的高速軸。,適用范圍:-12?≤t≤60?,v≤8000r/min,能補(bǔ)償較大的軸向位移,并允許微量的徑向位移和角位移。,兩種柱銷,設(shè)計:潘存云,三、輪胎式彈性聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu):中間為橡膠制成的輪胎環(huán),用止退墊板與半聯(lián)軸器聯(lián)接。,特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、易于變形。允許較大的綜合hdvx位移。,應(yīng)用:適用于啟動頻繁、正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、有沖擊振動、有較大軸向位移、潮濕多塵的場合。,適用范圍:5?≤α≤12?,x≤0.02Dy≤0.01D,n≤5000r/min,設(shè)計:潘存云,17-5牙嵌式離合器,結(jié)構(gòu):由端面帶牙的固定套筒、活動套筒、對中環(huán)組成。,固定套筒,活動套筒,滑環(huán),對中環(huán),,工作原理:利用操縱桿移動滑環(huán),實現(xiàn)兩套筒的結(jié)合與分離。,,牙型,,,三角形,梯形,鋸齒形,,----傳遞中小轉(zhuǎn)矩、牙數(shù)為16~60,梯形牙可以補(bǔ)償磨損后的牙側(cè)間隙。,鋸齒形只能單向工作。反轉(zhuǎn)時具有較大的軸向分力,會迫使離合器自行分離。,制造要求:各牙應(yīng)精確等分,以使載荷均勻分布。,特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、外廓尺寸小、能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。,材料:低碳合金鋼:20Cr、20MnB。滲碳淬火后牙面硬度:56~62HRC;,中碳合金鋼:40Cr、45MnB。表面淬火后牙面硬度:48~58HRC;,承載能力:取決于齒根的彎曲強(qiáng)度:,W-齒根彎曲截面系數(shù);D0-牙平均直徑;a-牙的寬度。,式中:h為牙齒高度;z為牙齒數(shù);,設(shè)計:潘存云,17-6摩擦離合器,一、單片式圓盤摩擦離合器,摩擦扭矩:Tmax=FafRf,結(jié)構(gòu):由固定圓盤1、活動圓盤2、滑環(huán)組成。,工作原理:移動滑環(huán),可實現(xiàn)兩圓盤的結(jié)合與分離,靠摩擦力帶動從動軸轉(zhuǎn)動。,缺點(diǎn):結(jié)合過程中不可避免出現(xiàn)打滑,引起磨損和發(fā)熱;,2.過載時打滑,起保護(hù)作用;,3.結(jié)合平穩(wěn)、沖擊和振動小。,優(yōu)點(diǎn):1.在任何轉(zhuǎn)速條件下兩軸都可以進(jìn)行結(jié)合;,設(shè)計:潘存云,,工作原理:移動滑環(huán),通過杠桿作用,壓緊或放松磨擦片,來實現(xiàn)兩軸的結(jié)合與分離。,二、多片式圓盤摩擦離合器,結(jié)構(gòu)特點(diǎn):多個摩擦片疊加在一起;,摩擦片材料:淬火鋼片、壓制石棉片。,摩擦片數(shù)量z↑,→傳遞扭矩T↑,但z過大將使各層間壓力不均勻,一般取:z=12~15,摩擦扭矩:,Tmax=zFafRf,≥KAT,表面壓強(qiáng):,≤[p],對于頻繁啟動的離合器,可將表中[p]降低15~30%。,類型,→反應(yīng)敏捷,但摩擦片易磨損。,油式磨擦離合器,干式磨擦離合器,,→磨損輕微、壽命長、并能在繁重的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,離合器的操縱方式,機(jī)械力,電磁力,,,氣動力,液壓力,三、圓錐式摩擦離合器,結(jié)構(gòu):錐臺表面為摩擦接觸面。,優(yōu)點(diǎn):由于采用了槽面摩擦原理,因此只需要很小的操縱力即能使離合器傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。,缺點(diǎn):徑向尺寸較大,不如多盤式緊湊。,設(shè)計:潘存云,17-7磁粉離合器,結(jié)構(gòu):由轉(zhuǎn)子軸、左右輪輻、勵磁線圈、磁粉等組成。,工作原理:通電后磁粉被磁化,彼此相互吸引聚集,依靠磁粉的結(jié)合力以及磁粉與兩工作面之間的摩擦力拉傳遞轉(zhuǎn)矩。,磁粉性能要求:導(dǎo)磁率高、剩磁小、流動性好、耐磨、耐熱、不燒結(jié)性。,輸入,,,,,,,磁粉材料:鐵鈷鎳、鐵鈷釩等合金粉,加入少量二硫化鉬。,形狀為球形或橢球形,顆粒直徑為:20~70μm。,優(yōu)點(diǎn):1)勵磁電流I與轉(zhuǎn)矩T呈線性關(guān)系、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)簡單而且精確,調(diào)節(jié)范圍寬。,2)可用作恒張力控制,是造紙機(jī)、紡織機(jī)、印刷機(jī)、繞線機(jī)等的理想裝置。,3)若將主動件固定,則可作制動器使用。,缺點(diǎn):相對而言比較笨重。,4)操縱方便、離合平穩(wěn)、工作可靠。,設(shè)計:潘存云,當(dāng)外環(huán)反向轉(zhuǎn)動時,則帶動滾柱克服彈簧力而滾到楔形空間的寬敞位置,離合器處于分離狀態(tài)。,結(jié)構(gòu):由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧推桿等零件組成。,工作原理:當(dāng)外環(huán)逆時鐘轉(zhuǎn)動時,以摩擦力帶動滾柱向前滾動,進(jìn)一步楔緊內(nèi)外接觸面,從而驅(qū)動星輪一起旋轉(zhuǎn)。,一、滾柱式定向離合器,17-8定向離合器,滾柱在彈簧推桿作用下處于半楔緊狀態(tài)。,,,,,,,,設(shè)計:潘存云,結(jié)構(gòu):由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、楔塊、支撐環(huán)、拉簧等零件組成。,二、楔塊式定向離合器,,,,優(yōu)點(diǎn):楔塊曲率半徑大,裝入數(shù)量多,相同尺寸時傳遞的轉(zhuǎn)矩更大。,缺點(diǎn):高速運(yùn)轉(zhuǎn)時有較大磨損,壽命較短。,,,工作原理:內(nèi)外環(huán)工作面都為圓形,整圈拉簧壓著楔塊始終與內(nèi)環(huán)接觸,并力圖使楔塊繞自身作逆時鐘方向偏擺。當(dāng)外環(huán)順時鐘方向旋轉(zhuǎn)時,楔塊克服彈簧力而作順時鐘方向擺動,從而在內(nèi)外環(huán)間越楔越緊,離合器處于結(jié)合狀態(tài)。反向時斜塊松開而成分離狀態(tài)。,設(shè)計:潘存云,17-9制動器,結(jié)構(gòu):由瓦塊、制動輪等零件組成。,工作原理:通電松開,斷電后靠彈簧拉力實現(xiàn)制動。借助于瓦塊與制動輪之間的摩擦力來實現(xiàn)制動。斷電制動是為了保證設(shè)備安全。,作用:降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度或停止運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。,應(yīng)用:車輛、起重機(jī)械等。,一、塊式制動器,,設(shè)計:潘存云,設(shè)計:潘存云,制動力矩的計算:,FN=0.95FH/h,0.95---摩擦損耗的系數(shù)杠桿連接處,制動力矩:T=FNfD,瓦塊材料:鑄鐵、或鑄鐵表面復(fù)以皮革或石棉帶。,特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。,二、帶式制動器,瓦塊制動器已經(jīng)規(guī)范化,可根據(jù)所需的制動力矩選型。,工作原理:在外力的作用下,閘帶收緊抱住制動輪實現(xiàn)制動。,設(shè)計:潘存云,計算:,Ft=F1–F2,F1=F2efα,圓周力:,拉力:,由歐拉公式得:,制動力:,為了增加摩擦,鋼帶復(fù)以石棉或夾鐵紗帆布。,α----閘帶的包角;,- 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