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第16章 其他常用零件复习


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第十六章 其他常用零部件

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16.1 联轴器 16.2 离合器 16.3 弹簧

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第十六章 其他常用零部件 §16-1 联轴器

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用来把两轴联接在一起,以传递运动与转矩,机器停止运 转后才能接合或分离的一种装置。

一、性能要求
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。 x y 这就要求设计联轴器时, 要从结构上采取各种不同 轴向位移x 径向位移y 的措施,使之具有适应一 x y 定范围的相对位移的性能。 ? ?
角位移? 综合位移x、y、?

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二、联轴器的分类
根据对各种相对位移有无补偿能力,普通联轴器可分为: 刚性联轴器(无补偿能力) 不具有缓冲性和补偿两轴线相对位移的能力,要求两 轴安装严格对中。

有弹性元件挠性联轴器
挠性联轴器(有补偿能力) 无弹性元件挠性联轴器 有弹性元件的挠性联轴器除具有补偿两轴线相对位移的 能力外,还具有缓冲和减振的作用。 无弹性元件的挠性联轴器只具有补偿两轴线相对位移 的能力,但不能缓冲减振;

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16.1.1 刚性联轴器: 这类联轴器有凸缘式、套筒式等。 1.套筒联轴器 这是一种结构最简单的固定式联轴器,这种联轴器是一 个圆柱形套筒,用两个圆锥销来传递转矩。当然也可以用两 个平键代替圆锥销。 优点是径向尺寸小,结构简单,常用于要求径向尺寸紧 凑或空间受限制的场合。缺点是装拆不方便。 此种联轴器尚无标准,需要自行设计,如机床上就经常 采用这种联轴器。

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2.凸缘联轴器 凸缘联轴器联轴器按对中方式不同又可分为两种结构形式: 结构简单,制造成本低,装拆、维护方便,能保证两轴有 较高的对中性,传递转矩较大,所以应用广泛。 这种联轴器已经标准化GB/T5843—2003。

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16.1.2 无弹性元件挠性联轴器 1.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。 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。 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,用于低速。 适用范围:α≤30’, y≤0.04d,v≤300 r/min

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2.万向联轴器 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。 应用:广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。 1)单万向联轴器

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3.齿式联轴器 允许的径向位移 ,允许角位移 ?? ? ? 115' , 传递转矩大,外形尺寸紧凑,工作可靠,但结构复杂,成本高,常 用于低速的重型机械中。

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16.1.3 弹性联轴器
这类联轴器因装有弹性元件,不仅可以补偿两轴间的相 对位移,而且具有缓冲减振能力。 常用的弹性联轴器有:弹性套柱销联轴器,弹性柱销联 轴器等。

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1. 弹性套柱销联轴 器 弹性套柱销联轴器结构上与凸缘联轴器相似,只是用带 弹性套的柱销代替联接螺栓。

特点:结构简单,安装方便,更换容易,尺寸小,重量轻,但其 寿命较短,因此它适用于冲击载荷不大,需正反转或启动频繁的、 由电动机驱动的各种中小功率传动轴系中。

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6. 弹性柱销联轴器 弹性柱销联轴器与弹性套柱销联轴器结构相似,只是柱 销材料为尼龙 。 由于柱销与柱销孔为间隙配合,且柱销富有弹性,因而具有 补偿两轴相对位移和缓冲的性能。

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为了改善柱销与柱销孔的接触条件和补偿性能,柱销 的一端制成鼓形,且柱销两端装有挡板,以防止柱销脱 落。另外,由于尼龙柱销对温度较敏感,故这种联轴器 的工作温度也须在–20~+70°范围内。

特点: 结构简单,制造方便, 成本低。适用于转矩小、转速 高、正反向变化多、起动频繁 的高速转轴。

第十六章 其他常用零部件 16.1.4 联轴器的选择 联轴器大都已经标准化了,可直接选用。 1.工作条件=>选类型
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2.

转矩 转速 轴径

=>确定型号与规格

1) 计算转矩不超过联轴器最大许用转矩; 2) 轴径应符合联轴器的孔径范围; 3) 转速不超过联轴器的许用转速。

计算转矩:Tc=KAT

T为名义转矩; KA为工况系数;

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表16-1 工作情况系数KA
工 作 机 发电机、小型通风机、小型离心机 透平压缩机、木工机械、输送机 搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机 织布机、水泥搅拌机、拖拉机 原动机为电动机时 1.3 1.5 1.7 1.9

挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械

2.3

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第十六章 其他常用零部件 16.2 离合器

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在机器运转过程中,可使两轴随时接合或分离的一种 装置。它可用来操纵机器传动系统的断续,以便进行变速 及换向等。 根据工作原理可分为嵌入式、摩擦式和电磁式三类; 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离合器、电磁离合器、液压离合 器和气压离合器等; 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。

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离合器性能要求
1、分离、接合迅速,平稳无冲击,分离彻底,动 作准确可靠; 2、结构简单,重量轻,惯性小,外形尺寸小,工 作安全,效率高; 3、接合元件耐磨性好,使用寿命长,散热条件好; 4、操纵方便省力,制造容易,调整维修方便。

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16.2.1 牙嵌式离合器
组成:由两个端面带牙的半离合器1、2组成。其中1固定在 主动轴上,2用导向键3或花键与从动轴联接,并由滑环4操 纵沿轴向移动实现离合器的接合和分离。在半联轴器1上还 固定有对中环5可保证两轴对中。 特点:牙嵌离合器结构简 单,尺寸小,工作时无滑 动,应用广泛。但只宜在 两轴不回转或转速差很小 时进行离合,否则会因撞 击而断齿。

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16.2.2 摩擦离合器
1)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。 优点: 1.在任何转速条件下两轴都可 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。 缺点:结合过程中不可避免出 现打滑,引起磨损和发热;

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2)多片式圆盘摩擦离合器 结构特点:多个摩擦片叠加在一起; 工作原理:移动滑环,通过杠杆作用,压紧或放松磨擦片, 来实现两轴的结合与分离。

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16.2.3 特殊功用离合器
1. 安全离合器 传递转矩超过一定数值后,主、从动轴可自动分离, 保护机器中其他零件不被损坏的离合器

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2. 滚柱超越离合器 结构:由星轮、外环、滚柱、弹簧推杆等零件组成。 滚柱在弹簧推杆作用下处于半楔紧状态。 工作原理: 当外环逆时针转动时,以 摩擦力带动滚柱向前滚动, 进一步楔紧内外接触面,从 而驱动星轮一起旋转。 当外环反向转动时,则带 动滚柱克服弹簧力而滚到楔形 空间的宽敞位置,离合器处于 分离状态。

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第十六章 其他常用零部件 16.3 弹簧

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一、弹簧的主要功用 1) 缓和冲击和吸收振动 如汽车的减震簧和各种 缓冲器中的弹簧。 2) 控制机构运动及构件位置 弹簧。 3) 测量力的大小 4) 储存能量 如内燃机中的阀门

如弹簧秤、测力器中的弹簧。

如表中的发条。

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二、弹簧的类型 1. 圆柱螺旋弹簧 承受压缩。结构简单,制造方便, 刚度稳定,应用最广。

承受拉伸。结构简单,制造方 便,刚度较稳定,应用较广。

承受扭转。主要用于各种装置的 压紧、储能或传递转矩。

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2. 圆锥螺旋弹簧 承受扭转。其结构紧凑,稳 定性好,可防止共振。主要 用于承受较大载荷和减振。 3. 蝶形弹簧 承受压缩。刚度大,缓冲、 吸振性强。主要用于要求缓 冲和减震能力强的重型机械。

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第十六章 其他常用零部件 承受压缩。能吸收较多的能量, 因此具有较高的减振性。常用于 重型设备的缓冲装置。 5. 盘簧

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4. 环形弹簧

承受扭转。储存的能量随圈数的 增多而增大。多用于钟表、仪器 的储能装置。 6. 板弹簧

承受弯曲。缓冲减振性好。主要 用于汽车、拖拉机、火车车辆等 悬挂装置中。

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四、圆柱螺旋弹簧的结构 1.压缩弹簧

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2、 拉伸弹簧 a) 各圈相互并紧δ =0; b) 做有拉钩,以便安装和加载。 拉钩形式:半圆钩环型、圆钩环型、改进后的结构转钩、 可调转钩。

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五、圆柱螺旋弹簧的几何参数 圆柱螺旋弹簧的几何参数有弹簧丝直径d、弹簧中径D2、 节距P、工作圈数n、自由高度Ho等。 计算公式见P334,表16.3 拉伸弹簧的结构尺寸计算与压缩弹簧相同。


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